蔡如鵬

就染色體的結(jié)構(gòu)而言，家貓比其他非靈長(zhǎng)類物種更接近于人類。這意味著貓的遺傳疾病與人的遺傳疾病非?？赡芤酝瑯拥姆绞竭z傳給下一代

為什么緬因貓喜歡被人擁抱而俄羅斯短毛貓卻對(duì)人冷淡呢？答案或許就藏在剛剛“出爐”的第一張家貓基因組草圖里。科學(xué)家們?cè)谶@張基因序列圖中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了20285個(gè)基因，通過對(duì)它們的分析，將有可能幫助研究人員找到治療某些人類疾病以及解讀貓科動(dòng)物馴化之謎的鑰匙。

一只名為“辛納蒙”的4歲雌性阿比西尼亞貓非常幸運(yùn)地為測(cè)序提供了血液樣本，成為第一只可以擁有自己生命天書的貓。同時(shí)，它也因此把貓帶入到包括狗、小鼠、大鼠和黑猩猩等哺乳動(dòng)物在內(nèi)的基因組“俱樂部”。

不完整的測(cè)序

科學(xué)家們?cè)?1月出版的《基因組研究》雜志上報(bào)告說，他們初步完成了對(duì)“辛納蒙”基因組序列的測(cè)定。但這僅僅是第一步，測(cè)序工作也不如對(duì)人基因組和狗基因組那樣完成得徹底。

這張草圖僅包括“辛納蒙”65%的基因序列，其間還有很多空缺。盡管所得的結(jié)果并不完美，但領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究工作的美國(guó)國(guó)家癌癥研究所的遺傳學(xué)家奧布賴恩表示，草圖出現(xiàn)錯(cuò)誤的幾率不會(huì)超過1%。

研究人員先將“辛納蒙”完整的基因組序列分割成很多小的片段，然后用機(jī)器測(cè)定這些小片段的序列，最后再根據(jù)片段重疊部分的序列，把所有片段拼接在一起，得到一個(gè)完整(或相對(duì)完整)的序列。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是速度快，但缺點(diǎn)也很明顯，很容易遺失掉部分序列。為了保證研究覆蓋到整個(gè)基因組，科學(xué)家往往會(huì)對(duì)全基因組片斷進(jìn)行多次測(cè)序，由于每次測(cè)序的分割位置可能不同，因此可以最大程度上保證遺傳信息的完整。

具體到對(duì)“辛納蒙”的研究，科學(xué)家共測(cè)定了大約50億個(gè)堿基對(duì)，這一數(shù)字是它具有27億個(gè)堿基對(duì)的基因組的1.9倍。與此相比，人類基因組測(cè)序了7倍，狗的基因組測(cè)序達(dá)到了7.5倍。

這次由于測(cè)定的序列交疊部分太少，因此拼接難度很大。作為一種“捷徑”，奧布賴恩等人依照狗和人類基因組的相似部分，將家貓較短的DNA片段排列了起來。這種方法大大節(jié)省了他們的時(shí)間和勞動(dòng)。

值得一提的是，這次測(cè)序工作僅花費(fèi)了1000萬美元，而所獲得的數(shù)據(jù)對(duì)一些類型的研究而言，已經(jīng)足夠好了。奧布賴恩表示，家貓基因組研究的策略應(yīng)該成為在缺乏足夠支持的情況下，進(jìn)行基因組測(cè)序的典范。

通過與其他物種基因組對(duì)比，奧布賴恩等人推測(cè)，已發(fā)現(xiàn)的20000多個(gè)基因大概占家貓所有基因的95%。

以貓“鑒”人

毫無疑問，新的測(cè)序工作將促進(jìn)與貓類特征和疫病相關(guān)的基因研究。比如，今年早些時(shí)候，根據(jù)當(dāng)時(shí)的測(cè)序結(jié)果，奧布賴恩小組發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與“辛納蒙”幼年失明相關(guān)的基因突變，它在阿比西尼亞貓中十分普遍，會(huì)造成一種名為色素性視網(wǎng)膜炎的疾病。

但科學(xué)家們更期望的是從這些動(dòng)物的基因組中尋找線索，看看我們?nèi)祟愖约旱幕蚪M是如何工作的，比如基因的準(zhǔn)確位置以及它們是如何調(diào)節(jié)的，等等。

人類在6000多年前就開始馴養(yǎng)貓，雖然與狗或其他圈養(yǎng)動(dòng)物相比，家貓是我們?nèi)祟惖男屡笥?，但它是在遺傳學(xué)上與我們最相近的寵物。和狗相比，家貓的基因組與哺乳動(dòng)物的共同祖先有著更多的相似性。奧布賴恩說，就染色體的結(jié)構(gòu)而言，家貓比其他非靈長(zhǎng)類物種更接近于人類。這意味著貓的遺傳疾病與人的遺傳疾病非?？赡芤酝瑯拥姆绞竭z傳給下一代。

家貓有250多種自然產(chǎn)生的遺傳疾病，其中很多疾病與人類疾病的遺傳病理十分相似。例如，家貓是已知除了人類之外惟一可能因感染免疫缺陷病毒(即艾滋病病毒)而自然發(fā)病的動(dòng)物，而貓科免疫缺陷病毒與人類免疫缺陷病毒在遺傳方面有某種相似性，因此它也是研究艾滋病發(fā)展的最佳模型動(dòng)物。

美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校的遺傳學(xué)家萊斯利·萊昂斯認(rèn)為，除了幫助治療人類的某些疾病之外，這項(xiàng)工作也會(huì)對(duì)理解進(jìn)化帶來益處，因?yàn)榧邑埢蚪M長(zhǎng)久以來變化并不大。她說：“這將有助于確定什么是食肉動(dòng)物的重要特征以及哪些基因與馴化有關(guān)?！?/p>

不過，一些科學(xué)家認(rèn)為，隨著基因測(cè)序成本的不斷降低，獲得物種的基因草圖并沒有多少亮點(diǎn)。美國(guó)馬里蘭大學(xué)的計(jì)算生物學(xué)家史蒂文·薩爾茲伯格說：“這就好比讀一本書，但你只能讀到每句話的一半?！比R昂斯也認(rèn)為，家貓基因組要想對(duì)人類健康或其他研究工作提供真正的價(jià)值還需要完成的更徹底。

明年早些時(shí)候，薩爾茲伯格和萊昂斯的愿望可能就會(huì)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榈侥菚r(shí)，一份完整的“辛納蒙”基因組將會(huì)出爐，它可能要比狗的基因測(cè)序結(jié)果更加完美。與此同時(shí)，食果蝙蝠、鼴鼠等也已等候在基因組“俱樂部”門外。