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全部脊椎动物基因组测序再上路

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全部脊椎动物基因组测序再上路

为了证明VGP的潜力,Jarvis和同事公布了15个高质量的基因组。它们包括一种濒临灭绝的新西兰鹦鹉、一种加拿大猞猁、一种新发现的墨西哥龟类和一种无腿两栖动物蚓螈,此外,还有两种丽鱼,以及斑胸草雀和鸭嘴兽的基因组数据改良。

“开放之翼”项目将使“我们更好地了解鸟类多样化的过程,并有可能给我们提供在理解脊椎动物多样化方面所需要的信息”。Faircloth说。

该组织根据20个问题设定了物种优先顺序表,这些问题包括测序对拯救濒危动物的潜在贡献等。加利福尼亚圣地亚哥动物园保护遗传学家Oliver Ryder说,在某些情况下,研究人员认为确定脊椎动物的基因组可以“降低灭绝的风险”。

在中国测序巨头BGI的帮助下,B10K项目已经在一定程度上对300多种能够代表每个科和亚科的鸟类基因组进行了测序。但是Jarvis指出,该项目需要更多的支持才能走得更远。他补充说:“我不希望给人留下这样的印象:一旦‘开放之翼’项目完成,我们便完成了对鸟类DNA的研究。”

但这种限制政策也可能引发问题。当小麦基因组测序人员采用类似的分级访问政策时,出现了一些危险信号。这也促使一些竞争团队抢在小麦团队之前公布自己的基因组数据。目前尚不清楚VGP的数据共享政策是否会引发类似的竞争。

但这棵树会有多好用呢?纽约市洛克菲勒大学神经基因组学专家、B10K项目负责人Erich Jarvis说:“我不认为‘开放之翼’项目能够很好地实现他们生成一棵精确家族树的目标。”在2014年的研究中,Jarvis及其同事比较了从保守的DNA区域中构建的家族树——“开放之翼”项目也会检查那些从全基因组比较中产生的家族树,并发现之前研究不准确的地方。

VGP-G10K项目总监Sadye Paez说,“我们希望VGP启动的消息能引起轰动。”

“目前对大型种系发生系统的需求以及高影响因子期刊对它们的高度重视可能会带来捷径,在这种情况下,大规模的种系发生树是由不同的现有来源,甚至是分类学拼凑而成的,但是很多物种的位置往往都没有确凿的数据。”哈佛大学进化生物学家Gustavo Bravo和他的同事在1月30日出版的PeerJ杂志上这样写道。“问题是你会在多大程度上做出妥协。”Edwards补充道。

然而,如今高质量测序的成本已降至每10亿DNA碱基不到1.5万美元,这使破解脊椎动物基因组成为可能。G10K联合创始人、美国加州大学圣克鲁斯分校计算生物学家David Haussler说:“我们曾认为‘基因组’并不适合进行深入研究。但我认为我们已经到了一个转折点。”

哈佛大学进化生物学家Scott Edwards说,“开放之翼”项目“对于我们现在拥有的一切而言是一个巨大进步”。但是,“最终,‘开放之翼’项目将成为有关整个基因组的参天大树的垫脚石”。

在Jarvis于2017年执掌G10K之后,他和英国威康桑格研究所的同事,以及德国马普学会分子细胞生物学和遗传学研究所的合作者,试图与测序公司谈判,开发新的协议和软件,降低测序成本。其目标是生产出负担得起、高质量的基因组测序数据,这些基因组足够完整,可以将测序后的DNA碱基分组成单个染色体。Jarvis说,最终,VGP的目标是生产出能超越人类和老鼠基因组完整性的基因组,这需要数十亿美元的成本。

Jarvis认为,整个基因组不仅能提供更多的数据构建家族树,而且还能让科学家研究调控序列、转座因子和基因组其他方面的进化,而这些并没有被“开放之翼”项目测序所覆盖。他指出,一旦摸清一个基因组,就再也不需要对该物种的DNA进行测序了。

为了获得更多的关注和支持,研究人员迫切希望对所有脊椎动物的基因组进行测序。近日,科学家正式启动了脊椎动物基因组计划,发布了14个物种的15个高质量基因组。但该计划仍远未筹集到所需资金,以记录地球上约6.6万种脊椎动物的基因组。

《中国科学报》 (2018-04-19 第2版 国际)

《中国科学报》 (2018-09-27 第3版 国际)

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VGP在数据上附加了一些字符串。虽然资助或运营该项目的研究人员可以无限制地获得这些序列,Jarvis说,其他人将需要把研究局限在所有物种的一个基因上,或者只分析一个物种中不超过5个基因。这些限制预计将至少在未来两年内实施,旨在给VGP时间,让他们发布对序列的全面分析。

本报讯 鸟类爱好者以及进化生物学家可以期待一种新的、经过改进的鸟类家族树在4年内完成,而这要归功于上周在亚利桑那州图森市举行的美国鸟类学会议上正式启动的“开放之翼”项目。

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