近日，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家將幾種家養(yǎng)牛及密切相關(guān)的野生牛的基因組整合到一個(gè)全基因組中，發(fā)現(xiàn)超過7000萬個(gè)堿基未包含在目前的家畜普通牛的參考基因組中。相關(guān)成果發(fā)表在近日的美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》上。

在遺傳研究中分析基因變異往往依賴于參考基因組。作為物種遺傳構(gòu)成的典型示例，參考基因組一般是根據(jù)多個(gè)供體的DNA測(cè)序組合而成。以前，生成這樣的參考基因組非常復(fù)雜、昂貴且費(fèi)時(shí)，只有極少數(shù)動(dòng)植物有比較完整的參考基因組，很多物種的參考基因組與該物種的個(gè)體基因組相比可能會(huì)缺少數(shù)百萬個(gè)堿基。

為了量化此類缺失堿基的程度及其功能相關(guān)性，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院動(dòng)物基因組學(xué)教授休伯特·鮑什領(lǐng)導(dǎo)的研究小組將來自家養(yǎng)牛及密切相關(guān)的野生牛的6個(gè)基因組整合到一個(gè)全基因組中。通過與目前家畜普通牛的參考基因組相比較，發(fā)現(xiàn)了超過7000萬個(gè)堿基未包含在參考基因組中。

研究人員從差異表達(dá)的非參考序列和迄今未使用的數(shù)千個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)了推定基因。其中許多基因與免疫功能有關(guān)：在與病原菌接觸的動(dòng)物中，這些基因比未與病原菌接觸的動(dòng)物具有更多或更少的活性。鮑什教授希望通過收集參考基因組，發(fā)現(xiàn)野生動(dòng)物親戚中存在，但馴養(yǎng)動(dòng)物中不再存在的基因變體，這可以幫人們了解因馴化而喪失了哪些遺傳特性。

新的牛全基因組將使研究人員能夠更快、更準(zhǔn)確地檢測(cè)出不同牛品種之間的基因差異和DNA變體，如研究哪些基因變異使動(dòng)物在熱帶環(huán)境中更具耐熱性。下一步可能是有目的地將這些變種雜交到其他牛品種中，或者通過基因組編輯精確地引入它們。

該研究提供了一個(gè)廣泛適用于許多物種的計(jì)算框架，使迄今被忽視的基因組變異源適合遺傳研究。此外，該研究還應(yīng)用了一項(xiàng)新的測(cè)序技術(shù)。鮑什教授說，這項(xiàng)新技術(shù)使組裝基因組變得更加容易，可以快速、準(zhǔn)確地從頭創(chuàng)建參考基因組，而且降低了分析成本。