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科学家“一枪四鸡” 成功初破鸡基因组奥秘
中华网科技 http://tech.china.com 2004-12-10 16:19:44
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  新华网北京12月9日电(记者李斌、吴晶晶)技术进步往往给科学带来常人难以想象的发展。中国科学院9日在京宣布,国际鸡基因组计划取得重大成果:利用经济、快速、高效的测序方法——“鸟枪法”,我国科学家不仅和国际同行共同绘制出以红原鸡为对象的鸡基因框架图谱,而且领衔绘制出了乌鸡、肉鸡、蛋鸡等四种不同鸡种之间的遗传差异图谱。
  
  全身嫩黄,巧目四盼,两瓣蛋壳,一只毛茸茸的小鸡“好奇”地打量着这个世界……9日出版的《自然》杂志以色彩鲜明的封面文章形式,发表了多国科学家关于鸡基因组研究的三篇主题论文,中国科学家以其优异工作尤为引人注目。
  
  这是我国科学家继人类基因组“中国卷”、水稻基因图谱之后,又一次绘制出的主要经济物种的基因图谱,进一步巩固了我国在基因组研究中的世界强国地位。
  
  短短4年间,中国科学院基因组研究所的科学家在《自然》和《科学》两大权威杂志上发表了8篇论文,其中4次由我国科学家领衔,3次是封面文章。而明天出版的《科学》杂志也将刊登我国科学家绘制家蚕基因组图谱的论文。
  
  科技部农村与社会发展司副司长贾敬敦、中科院生物局局长康乐等一致认为,作为第一个被人类绘制出基因图谱的家养动物,鸡基因图谱的绘制和家鸡遗传差异的研究,无论是对基础研究还是实际应用意义都非常深远。
  
  长期从事鸡育种研究的中国农业大学李宁、杨宁等教授指出,鸡基因组研究为改良家鸡品种、防治重大疫病奠定了基础,“意义怎样说都不过分”。
  
  在鸡基因组计划中,以美国为首、中国等国参与,科学家选择了家鸡的远祖——红原鸡为测序对象,绘制出了鸡基因组的深度框架图,发现其中涵盖10.5亿个核苷酸,与人类基因组对比表明两者的相似度为2.5%。
  
  在家鸡基因组多态性研究中,科学家通过对肉鸡、蛋鸡和我国特有的乌鸡这三种家鸡基因序列与红原鸡基因组框架图进行比较,发现家鸡和原鸡之间有280多万个遗传差异,这些差异大部分产生于鸡被人类驯化之前。研究同时发现鸡的变异率很高,鸡种之间和鸡种之内的变异性都很大。
  
  新闻分析:科学家何以“一枪四鸡”?
  
  

  短短一两年内,多国科学家“一枪四鸡”绘制出了鸡基因图谱和遗传差异图。从人类基因组到水稻基因组,从老鼠基因组到鸡基因组,专家指出,近年来,基因组研究之所以屡下“城池”,取得一系列进展,不仅和鸟枪法、大规模测序仪等技术上的突破相关,而且和国际合作,以及技术发展导致的基因测序成本下降密切相关。

  “全基因组鸟枪法测序”也称“霰弹法”,是大名鼎鼎的美国塞莱拉遗传公司创始人克雷格·文特尔发明的,被誉为20世纪最伟大的生物技术发明之一。“鸟枪法”是将基因组DNA打成小片段进行测序,然后再利用计算机对这些切片进行排序和组装,重新组装成一个完整的基因组。

  运用“鸟枪法”,经济、快速、高效地组装高精度全基因组的基因图,是一项技术上的新突破。但用这种方法进行基因测序,最终排序结果的拼接组装不太容易,我国科学家设计出了一种序列组装软件,能有效克服“鸟枪法”全基因组测序组装过程中的困难,从而做出了我国自己的贡献。

  国际合作也是“一枪四鸡”的重要成功因素。基因组研究属于大科学工程,必须紧密合作才可能取得更多的进展。在人类基因组计划中,美、英、中等国科学家形成了一支国际合作团队。正是由于国内外科学家的紧密配合,才使由我国科学家领衔的家鸡基因组多态性研究能够顺利开展,并取得了一系列发现。

  “国际科技合作是促进大科学发展的必然途径。事实已经证明,国际合作的方法缩短了研究周期,加快了科学突破。”科技部农村与社会发展司副司长贾敬敦说。

  我国在基因测序规模化发展中所建立的成本优势,也发挥了关键作用。虽然鸡的基因测序和基因比较研究任务繁重,虽然科研经费极其有限,但由于我国基因测序的生产成本已从最初的每个碱基1美元下降到目前的1分钱人民币,中国科学院基因组研究所的测序量也从每天5万个碱基上升到5000万个,我国基因测序能力的大大提高为同时开展鸡基因组的测序和比较研究创造了条件。

  “这样的投入产出比,为今后我国巩固基因组研究的领先地位奠定了基础。”中国科学院基因组研究所副所长于军说,“只要有充足的投入,我们今后可以完成更多模式生物的测序工作,为生命科学发展奠定更为坚实的基础。”


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作者: 来源:新华网

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