6月2日，中國科學院昆明動物研究所牽頭發(fā)起的靈長類基因組計劃以《科學》?？问皆诰€發(fā)表最新研究成果。6篇《科學》系列文章進一步厘清了靈長類動物演化的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，意外發(fā)現(xiàn)了罕見的靈長類動物雜交成種事件；發(fā)現(xiàn)氣候寒冷促進了亞洲葉猴復雜社會系統(tǒng)演化的遺傳機制，篩選出了新的艾滋病研究潛在動物模型。

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中國科學院昆明動物研究所吳東東研究員介紹，本期《科學》?？炫炚撐耐ㄟ^大尺度系統(tǒng)基因組學研究，揭示靈長類基因組演化歷史和腦容量、體型大小等表型適應性的遺傳機制，通過新組裝的靈長類27個關(guān)鍵支系的高質(zhì)量長讀長三代參考基因組，對未來生物醫(yī)學研究和靈長類動物遺傳資源的開發(fā)、利用和保護研究具有十分重要的意義。

（一）靈長類到底怎么演化的？

吳東東介紹，研究團隊與國內(nèi)外多家單位合作，為11個科26個屬27個靈長類物種新測了高質(zhì)量參考基因組。利用全新的三代長讀長基因組測序技術(shù)，同時整合了另外23個物種已公布的參考基因組，對現(xiàn)存靈長類物種開展更廣泛分類單元的基因組抽樣和系統(tǒng)學比較，開展了迄今為止規(guī)模最大、物種最全的靈長類比較基因組學研究。

圖注：大尺度靈長類高精度基因組數(shù)據(jù)集的構(gòu)建和比較基因組學解析。物種名被黃色和藍色標記的物種的基因組是本研究新產(chǎn)生的高質(zhì)量參考基因組數(shù)據(jù)。其中，物種名被藍色標記的物種的基因組被組裝成染色體水平。物種名被黑色標記的物種的基因組數(shù)據(jù)從公共數(shù)據(jù)庫中獲取。靈長類動物圖片版權(quán)來自StephenD.Nash/IUCN/SSCPrimateSpecialistGroup。

研究發(fā)現(xiàn)，靈長類最近共同祖先出現(xiàn)在距今約6495到6829萬年前，在晚更新世時，大多數(shù)靈長類動物發(fā)生快速的群體數(shù)量銳減，暗示氣候變遷會影響靈長類動物種群數(shù)量。而某些類別的靈長類物種在過去3百萬年間群體數(shù)量持續(xù)下降，不少成為瀕危物種。吳東東表示：“這一發(fā)現(xiàn)提示我們，這一類別物種的非瀕危物種也需要加大保護力度。”

研究中，意外發(fā)現(xiàn)了靈長類動物雜交成種事件。研究人員首次在獼猴類群中發(fā)現(xiàn)雜交成種事件，發(fā)現(xiàn)獼猴屬的食蟹猴種組是由獅尾猴種組和斯里蘭卡種組雜交形成，雜交成種事件大約發(fā)生在345萬年到356萬年間。而吳東東團隊與云南大學研究員于黎團隊發(fā)現(xiàn)，黔金絲猴是由川金絲猴與滇金絲猴和怒江金絲猴的共同祖先雜交而來。

（二）社會的形成，有沒有基因的影響？

與虎豹等大多數(shù)高等動物不同，靈長類動物普遍存在群居和社會化，傳統(tǒng)上認為，這主要是因為環(huán)境變化導致。靈長類的群居和社會化是否存在遺傳學基礎(chǔ)？吳東東研究團隊與西北大學齊曉光教授和李保國教授通力合作，以亞洲葉猴為研究模型，首次揭示了亞洲葉猴多樣化社會演化的行為學、生態(tài)學和遺傳學機制。

研究團隊通過重建全基因組水平亞洲葉猴系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，結(jié)合現(xiàn)生亞洲葉猴的生態(tài)行為學數(shù)據(jù)開展了系統(tǒng)研究。種間分析顯示，亞洲葉猴物種的社群規(guī)模與氣候寒冷程度顯著相關(guān)，即寒冷地區(qū)的物種通常形成大規(guī)模社群；結(jié)合構(gòu)建的亞洲古地質(zhì)、古環(huán)境數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)歷史時期寒冷效應促進了部分葉猴類群的社會聚合，寒冷是家族式大型重層社會演化的一個關(guān)鍵生態(tài)因子?；诒容^基因組學發(fā)現(xiàn)，在家族式群居的奇鼻猴中，與寒冷相關(guān)的能量代謝和神經(jīng)、激素調(diào)節(jié)相關(guān)基因受到正選擇，而這些類群演化出了更加有效的腦、神經(jīng)激素調(diào)控網(wǎng)絡，尤以多巴胺、催產(chǎn)素為代表。

研究人員認為，這些適應性改變有助于在寒冷的環(huán)境中增強母猴對幼崽的撫育行為，從而增加嬰猴成活率；而客觀上又間接增加個體的友好行為、提高了雄性之間的容忍度、加強了個體間的交流與聯(lián)系，最終促進亞洲葉猴從彼此獨立的一雄多雌式的家庭群向家族式的大型重層社會演化。

（三）哪些靈長類，可以成為艾滋病研究動物模型？

缺乏直接感染艾滋病病毒的動物模型是制約艾滋病研究的關(guān)鍵瓶頸之一。平頂猴是目前報道唯一可感染人類艾滋病病毒的舊大陸猴，國內(nèi)分布的平頂猴物種為北平頂猴。鄭永唐團隊和吳東東團隊基于獼猴屬大規(guī)?；蚪M數(shù)據(jù)分析，意外地發(fā)現(xiàn)獅尾猴與北平頂猴有最近的親緣關(guān)系，而非傳統(tǒng)分類上認為的南、北平頂猴的關(guān)系最近，提示獅尾猴可能與平頂猴一樣可以感染艾滋病病毒。

此外，研究團隊首次對北平頂猴進行了基因組測序，發(fā)現(xiàn)有3個與艾滋病病毒復制密切相關(guān)的基因。值得一提的是，盡管會感染病毒，但北平頂猴不會發(fā)病，此次研究篩選出了北平頂猴體內(nèi)抑制艾滋病病毒復制的基因，為未來藥物研發(fā)提供了參考。

靈長目是哺乳動物中種類最豐富的類群之一，包括16科82屬520余種。作為人類近親，靈長目是人類起源和演化、疾病發(fā)生機理以及傳染病傳播和疫苗研發(fā)的天然動物模型。解析和重構(gòu)靈長類祖先到現(xiàn)代人類進化過程中的基因組變異圖譜，有助于靈長目動物的保護和對人類演化的理解、疾病的防治。吳東東表示，這次《科學》?？陌l(fā)表，是靈長類基因組計劃初步的成果，隨著相關(guān)靈長類基因組數(shù)據(jù)的不斷豐富，還將進一步推動靈長類動物物種多樣性保護、靈長類演化機制和生命醫(yī)學的研究工作。

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