基因組速覽（2017-03-16）

2017年3月21日/生物谷BIOON/---當研究人員對物種的基因組進行測序，繪製基因組圖譜和破解基因組時，他們從中學到什麼。

物種：藜麥（Chenopodium quinoa） 基因組大小：13.9億個鹼基對作為南美洲的一種營養豐富的農作物，藜麥正快速地變成西方飲食中的一種主食。這種穀物能夠在多種惡劣環境條件下茁壯成長，如高海拔和質量差的土壤。然而，利用它生產食物並不簡單，這是因為這種植物的種子含有一種被稱作皂苷（saponin）的苦味分子，必需將它清除才能供人食用。

通過對藜麥基因組進行測序和分析，研究人員揭示出一種調節皂苷產生的基因。他們上個月（2017年2月8日）將他們的發現發表在Nature期刊上（Nature, doi:10.1038/nature21370）。他們的發現可能有助人們培育出不含這種苦味分子的藜麥品種，從而允許它被人更加廣泛地種植。論文共同作者、荷蘭瓦赫寧根大學與研究中心藜麥培育專家Eibertus N. van Loo在一項聲明中說到，「我們發現確保某些藜麥品種不能夠產生苦味的皂苷的基因突變。利用對藜麥DNA的這種新認識，我們能夠快速地和輕鬆地選擇在培育過程中不產生苦味物質的植物。」

這些研究人員說，他們希望這可能最終降低藜麥的價格。論文通信作者、沙烏地阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學植物科學家Mark Tester說，「我想看到讓藜麥變成一種能夠更加廣泛種植的並且變得更加便宜的農作物。」

物種：人瘧原蟲---三日瘧原蟲（Plasmodium malariae）和卵形瘧原蟲（Plasmodium ovale）

基因組大小：分別為3.36千萬個鹼基對和3.35千萬個鹼基對

瘧疾是由瘧原蟲導致的。瘧原蟲通過感染的蚊子將這種疾病傳播給人類。研究人員對三種瘧原蟲物種---三日瘧原蟲、卵形瘧原蟲wallikeri亞種和卵形瘧原蟲curtisi亞種---的基因組進行了測序。他們的發現在今年早些時候（2017年1月25日）發表在Nature期刊上（doi:10.1038/nature21038）。

論文共同作者、澳大利亞昆士蘭醫學研究所研究員James McCarthy在一項聲明中說道，「儘管它們的致命性沒有惡性瘧原蟲那麼強，但是這些更加罕見的瘧原蟲很可能更難被清除。如今，這些新的基因組應當有可能讓人為這些瘧原蟲開發出改進的診斷工具以便確保有藥物抵抗它們和協助疫苗開發。」

McCarthy和同事們對來自瘧疾患者血液樣品中的這三種瘧原蟲的基因組進行測序。他們隨後這些新測序出的基因與其他的瘧原蟲基因進行比較，從而對這些瘧原蟲的進化獲得新的見解。他們發現三日瘧原蟲含有類似於惡性瘧原蟲中的RH5蛋白編碼基因的基因家族。RH5蛋白在惡性瘧原蟲侵入人紅細胞中發揮著至關重要的作用。此外，他們發現感染人類的三日瘧原蟲的核苷酸多樣性要比感染黑猩猩的相應瘧原蟲更小。根據他們的說法，這一點也在感染人類和感染黑猩猩的惡性瘧原蟲物種中發現到，這提示著這些物種是最近分開的。

論文共同通信作者、英國韋爾科姆基金會桑格研究所研究員Thomas Dan Otto在一項聲明中說道，「這些更被人忽視的物種的基因組將能夠讓人開發出研究瘧疾傳播和擴散的工具，這將是實現瘧疾完全根除所必不可少的。」

物種：美洲河狸（Castor canadensis）

基因組大小：27億個鹼基對

上個月（2017年2月1日），科學家們在G3: Genes, Genomes, Genetics期刊上報道了首個美洲河狸基因組序列（doi:10.1534/g3.116.038208）。他們對一隻圈養的10歲美洲河狸的基因組進行測序。這隻被稱作Ward的美洲河狸是在加拿大魁北克出生的，當前生活在多倫多動物園裡。

論文作者、加拿大多倫多患兒醫院應用基因組學中心主任Stephen Scherer說，「美洲河狸的基因組之前未被測序過，而且我們認為如果有人對它進行測序的話，那麼應當由加拿大科學家完成。」

這項研究是加拿大這個國家成立150年的禮物。它也測試了一種新的基因組組裝方法。這是因為利用標準的技術，有大量的遺傳變異體遺漏了。

物種：天藍喇叭蟲（Stentor coeruleus）

基因組大小：大約8.3千萬個鹼基對

天藍喇叭蟲是一種巨大的微生物。它能夠生長至2毫米長，比大多數細菌大1000倍。這種巨大的單細胞有機體具有一個三角頭，一個尾巴和許多微小的毛髮狀纖毛。在一切為二之後，它也能夠完全地再生出它的頭和尾巴。為了研究天藍喇叭蟲如何獲得它的再生能力，研究人員對天藍喇叭蟲的基因組進行測序。上個月（2017年2月9日），他們的研究結果發表在Current Biology期刊上（doi: 10.1016/j.cub.2016.12.057）。

這些研究人員在他們的研究中寫道，「這種天藍喇叭蟲基因組的最為顯著的特徵是它具有非常短的內含子。」它的內含子僅長15～16個核苷酸，也是迄今為止在任何物種中發現的最短內含子。

這些研究人員也發現這種天藍喇叭蟲基因組的大小與它的細胞大小成比例。他們不太確定這些新的發現意味著什麼。論文作者、美國加州大學舊金山分校研究員Wallace Marshall在一項聲明中說道，「明顯的是，我們對它的生物學機制的理解仍然遺漏了重大的東西。」

物種：烏鱧（Channa argus）

基因組大小：大約6.153億個鹼基對

烏鱧是一種東亞的淡水魚。在北美洲，它被視作為一種攻擊性的魚。這種魚因能夠激烈地爭奪食物和棲息地，經常威脅到海洋生態系統的平衡。來自水產科學研究院的研究人員和他們的同事們對烏鱧基因組進行了測序。這個月（2017年3月2日），他們在GigaScience期刊上報道了這一發現（doi: 10.1093/gigascience/gix011）。

通過對這些測序數據進行分析，這些研究人員揭示出24種基因家族似乎是烏鱧特異性的，而且證實這種動物基因組中的18.9%是由重複序列組成的。他們在這項研究中寫道，「這種基因組組裝草圖將是遺傳培育、對攻擊性物種的環境DNA檢測和對這種有重要經濟意義的硬骨魚的生物學研究的一種有價值的的資源。」（生物谷 Bioon.com）