加州大学圣克鲁斯分校 比较基因组学为鸟类和其他脊椎动物的多样性提供了新的线索
学分:乔恩·菲尔德萨/约瑟夫·斯蒂勒/哥本哈根大学 11月11日发表在《自然》杂志上的三篇论文介绍了在理解鸟类和哺乳动物进化方面取得的重大进展，这是通过比较数百个物种基因组的新方法实现的
比较基因组学使用基因组数据来研究物种之间的进化关系，并识别在许多物种中具有保守的基本功能的DNA序列
这种方法需要对基因组序列进行比对，以便可以比较不同基因组中的相应位置，但随着基因组数量的增加，这变得越来越困难
加州大学圣克鲁斯基因组研究所的研究人员开发了一种强大的新基因组比对方法，使新的研究成为可能，包括600多个脊椎动物基因组中有史以来最大的基因组比对
这些结果提供了一个关于物种如何在基因水平上相互关联的详细视图
加州大学圣克鲁斯分校生物分子工程副教授、两篇新论文的相应作者本尼迪克特·帕特恩解释说:“我们实际上是在排列脱氧核糖核酸序列，以查看每个基因组中的相应位置，这样你就可以查看基因组的单个元素，并非常详细地了解随着进化时间的推移，哪些发生了变化，哪些保持不变。”
识别在数百万年的进化过程中保持不变的保守的脱氧核糖核酸序列，使科学家能够精确定位控制各种物种重要功能的基因组元素
“它告诉你一些重要的东西——它没有改变，因为它不能——现在我们可以看到比以往任何时候都高的分辨率，”帕特解释说
上一代比对工具依赖于将所有的东西与一个单一的参考基因组进行比较，导致了一个被称为“参考偏差”的问题
“Paten和合著者Glenn Hickey最初开发了一个名为Cactus的无参考比对程序，在当时是最先进的，但只在小范围内有效
UCSC大学的研究生乔尔·阿姆斯壮(现就职于谷歌)随后将其扩展为一个强大的新程序，名为“进步仙人掌”，可用于数百甚至数千个基因组
“大多数以前的比对方法受到参考偏差的限制，所以如果人类是参考，他们可以告诉你很多关于人类基因组与小鼠基因组的关系，以及许多关于人类基因组与狗基因组的关系——但不太关于小鼠基因组与狗基因组的关系，”阿姆斯特朗解释道
“我们对渐进式仙人掌所做的是研究如何避免参考偏差的限制，同时保持足够的效率和足够的准确性，以应对当今大规模的基因组测序项目
" 阿姆斯特朗是这三篇论文的主要作者，也是描述进步仙人掌的论文的第一作者，该论文展示了代表数亿年脊椎动物进化的605个基因组的比对结果
这种前所未有的比对结合了两种较小的比对，一种适用于242种胎盘哺乳动物，另一种适用于363种鸟类
另外两篇论文分别关注哺乳动物和鸟类的基因组比对
这一国际合作项目由哥本哈根大学和中国国家基因银行的合著者·张、哈佛大学和麻省理工学院的埃莉诺·卡尔松以及的帕特宁领导的组织小组协调
在这些分析中使用的基因组数据是由两个广泛的联合体产生的:鸟类基因组的10，000鸟类基因组(B10K)项目和哺乳动物基因组的Zoonomia项目
科学家们多年来一直在制定计划，对数万种动物的基因组进行测序和分析
合著者大卫·豪斯勒，UCSC基因组研究所主任，在2009年帮助发起了10K基因组计划
相关的努力包括脊椎动物基因组计划和地球生物基因组计划，所有这些项目现在都在加速发展
“这些都是非常具有前瞻性的论文，因为我们开发的方法将扩展到成千上万个基因组的比对，”帕特恩说
“随着测序技术变得越来越便宜和快速，人们正在对数百个新物种进行测序，这为理解进化关系和生物学的遗传基础开辟了新的可能性
这些基因组中有大量的信息
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