首次对反刍动物基因组进行系统分析研究，《科学》杂志同期发表西北工业大学三篇研究长文

▲这项研究成果登上《科学》杂志封面，杂志同期发表三篇研究长文。

记者从西北工业大学（以下简称西工大）获悉，该校在生态与环境保护领域基础研究取得重大进展！该校生态与环境保护研究中心以西工大为通讯作者单位在《科学》杂志同期发表三篇研究长文（论文于北京时间6月21日在线发布，6月22日正式刊印），并以“反刍动物基因组”为专栏，登上当期杂志封面。

这一研究在国际上首次对反刍动物基因组进行了系统分析研究，揭示了反刍动物部分重要特性的基因密码。其中，西工大为两篇论文的第一完成单位、另一论文的第二完成单位。

▲发表的旗舰论文《大规模全基因组测序揭示了反刍动物演化背后的遗传机制》。

3篇论文中的旗舰论文《大规模全基因组测序揭示了反刍动物演化背后的遗传机制》（西工大博士后陈垒等为第一作者；西工大王文教授，哥本哈根大学Rasmus Heller助理教授、张国捷教授为共同通讯作者），基于大数据分析计算和基因组测序等技术，对44个反刍动物的基因组进行了测序、组装和全基因比较分析，覆盖了反刍亚目的全部6个科和一半以上的属，厘清了关于反刍动物系统发育进化的长久争议，并构建了目前可信度最高的反刍动物物种进化树。同时，研究通过深入探讨反刍动物的适应演化机制，反映了反刍动物对复杂环境、食物的适应能力，论文产生的大量宝贵数据，将为未来反刍动物，乃至哺乳动物和人类健康的研究提供珍贵的数据和参考。

基于以上旗舰论文，项目组结合转录组数据、功能实验，进一步对反刍动物角的进化和驯鹿极地适应性的遗传机制进行了解释。

▲发表的研究长文《北极驯鹿的极地适应》。

研究长文《北极驯鹿的极地适应》（西工大博士生林泽山等为第一作者；中国农科院特产研究所李志鹏副研究员，西工大王文教授、邱强教授为共同通讯作者），通过比较基因组学和进化基因组分析的手段，发现驯鹿维生素D代谢通路中的两个关键基因受到了强烈的自然选择，这可能使得驯鹿对钙离子的吸收能力大大增强。同时，驯鹿的节律通路中的核心调控基因发生了特异性突变，使之与另一个节律核心基因无法结合，导致驯鹿丧失了昼夜节律，从而能适应北极极昼和极夜的光照环境。研究还从基因层面解释了雌性驯鹿长角和驯鹿温顺的原因。该研究为解决人类部分健康问题提供了解决线索，如维生素D对钙沉积的影响，以及生物钟的调控对治疗人类睡眠障碍的提示等。

▲驯鹿。

▲发表的研究长文《反刍动物角的发生与鹿角快速再生的遗传基础》。

研究长文《反刍动物角的发生与鹿角快速再生的遗传基础》（西北农林科技大学博士生王禹、西工大博士生张晨州等人为共同贡献第一作者；西工大邱强教授、王文教授，西北农林科技大学姜雨教授为共同通讯作者），解析了反刍动物角的起源与遗传进化机制，并发现鹿茸组织和人骨癌组织具有更高的基因表达相关性，同时一些原癌基因和抑癌基因在鹿科动物中受到了强烈的自然选择，这可能与其极低的癌症发生率相关。该研究为未来通过基因编辑手段培育无角牛、羊优良品种提供参考靶点，并能够为人类再生医学及癌症相关研究提供重要借鉴。

▲鹿角。

据介绍，多年来，西工大生态与环境保护研究中心的研究项目团队，在相关项目的支持下，不断推动多学科交叉协作，充分运用大数据分析计算和基因组测序等技术手段，并联合国内外20多个大学和研究机构开展协同创新，共同完成了这一复杂研究。

文：通讯员高莹 赵珍 报驻陕记者韩 宏

图：西北工业大学供

编辑：韩 宏

责任编辑：叶志明

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