Nature：系統解析斑馬魚參考基因組

　　斑馬魚(Zebrafish)是研究發育生物學的新興模式動物。斑馬魚由于具有飼育容易、胚胎透明、體外受精、突變種多、遺傳學工具成熟等諸多優點，近年來已成為研究脊椎動物發育與人類遺傳疾病的新興模式動物。

　　近日，英國桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)完成了斑馬魚的參考基因組，研究人員在此基礎上比較了斑馬魚與人類基因組的異同，并進行了系統性的全基因組分析，深入解析了斑馬魚蛋白編碼基因的功能。這項研究分為兩篇論文發表在近期出版(4月18日)的《自然》(Nature)雜志上。

　　這項研究生成的高質量斑馬魚參考基因組，將幫助人們更好地理解人類基因功能，大大推動相關疾病的研究。此前只有兩個大型基因組完成了如此高標準的測序，即人類基因組和小鼠基因組。

　　研究人員發現，斑馬魚共享了人類70%的蛋白編碼基因，而且人類疾病相關基因中有84%可以在斑馬魚中找到對應基因。這說明斑馬魚作為模式生物，對于人類疾病研究非常重要。

　　此外，斑馬魚基因組也具有一些區別于其他脊椎動物的特性。在目前報道的脊椎動物基因組中，斑馬魚基因組中的重復序列含量最高，幾乎是其近親鯉魚的兩倍。此外，研究人員還在斑馬魚基因組中發現了，影響性別決定的獨特染色體區域。

　　假基因被認為是在進化中喪失了功能的基因，研究顯示，與人類基因組相比，斑馬魚基因組中的假基因很少。研究人員在斑馬魚基因組中鑒定了154個假基因，而人類基因組中的假基因約有13,000個。

　　“為了更好的利用斑馬魚這種模式生物，我們需要解析其整個基因組，分析它與人類基因組的異同，” 諾貝爾獎得主，馬普發育生物學研究所的Christiane Nüsslein-Volhard教授說。“高質量的斑馬魚基因組，將幫助我們更好的理解基因突變的致病途徑。”

　　“這項研究將為疾病研究和藥物研發開辟新的道路，”文章資深作者，桑格研究所的Dr Derek Stemple說

　　在高質量參考基因組的基礎上，研究人員對斑馬魚各基因的功能展開了研究，分析了基因突變對斑馬魚的影響。到目前為止，他們已經對40%的斑馬魚基因進行了突變分析。這將生成一個展示基因突變效果的綜合性目錄，成為人們進行疾病研究的重要工具。

　　研究人員在斑馬魚基因組中引入隨機突變，并將這些突變與生理/生化改變聯系起來。目前他們已經鑒定了與人類疾病有關的3,188個基因突變。

　　該研究所此前的一項研究指出，Titin基因中的特定突變，能夠驅動一些癌癥的發展。現在研究人員發現，斑馬魚Titin基因的主要功能與機體內的細胞分裂有關。研究顯示，該基因發生突變會影響細胞分裂的方式，從而促進癌癥發展。

　　“我們面臨的挑戰之一，是盡快完成對人類基因功能的綜合分析”領導這項研究的Dr Derek Stemple說。“系統性地分析斑馬魚的基因功能，將加快我們對人類疾病的理解。”