科學家證實串聯模型存在缺陷

　　由哈佛大學博士、沈陽師范大學兼職教授伍少遠領導的研究小組采用大規模基因組數據，首次證實目前在系統發育以及比較基因組研究領域廣泛應用的串聯分析模型具有內在缺陷，不適用于基因組數據分析，并提出了多物種溯祖模型，為解決哺乳動物系統發育關系提供了一個可靠的物種樹。相關成果日前發表于美國《國家科學院院刊》。

　　伍少遠告訴記者，隨著新一代高通量DNA測序技術的快速發展，大規模基因組數據在生命科學以及醫學研究中變得日益重要。但是，由于基因組數據的高度復雜性，分析和處理這些數據充滿了困難和挑戰。這就要求重新審視傳統分析方法和模型對此類數據的適用性，并發展和驗證相應的新型分析方法。

　　據了解，迄今為止，系統發育生物學研究主要采用串聯分析方法，即把不同來源的基因位點序列串聯起來，組成一個超級矩陣來構建基因樹，并認為基因樹與物種樹具有一致的拓撲結構。但近年來的實驗數據表明，基因樹的拓撲結構往往具有高度的異質性，并能導致與物種樹的沖突。長久以來，對這種誤導性缺陷的認識僅限于計算機模擬分析中，在實證數據研究中始終未獲有效證明。

　　為此，研究人員以具有代表性的哺乳動物為切入點，比較分析了37個物種基因組數據中的447個細胞核基因。通過基因位點次級取樣和分類群抽樣分析，他們證實了串聯模型具有內在缺陷。他們開發的針對性多物種溯祖模型，通過對基因樹異質性的有效容納，克服了這一重大缺陷。研究還支持了大西洋獸為真獸類哺乳動物根部的假說，為解決長久以來懸而未決的哺乳動物系統關系的根部位置提供了可靠證據。

　　該研究同時發現，2011年10月在《科學》雜志發表的一篇關于哺乳動物系統演化的重要研究論文，存在基因樣本取樣不足與串聯分析方法誤導的問題，進而導致其部分主要結論錯誤。