F1000:最值得关注的基因组研究

2011-08-24 07:00 · ding

“F1000(Faculty of 1000 Medicine)”又名“千名医学家”,是由美国哈佛大学和英国剑桥大学等全世界2500名国际顶级医学教授组成的国际权威机构。

 “F1000(Faculty of 1000 Medicine)”又名“千名医学家”,是由美国哈佛大学和英国剑桥大学等全世界2500名国际顶级医学教授组成的国际权威机构。近日F1000推荐的近期最受关注的基因组测序研究如下:

1. 印度大麻

大麻是地球上大部分温带和热带地区都能生长的一种强韧、耐寒的一年生草本植物。尽管大麻是当今世界上最廉价、最普及的毒品,然而大多数大麻并没有任何有毒成分。通常所说的可制造毒品的大麻,是指印度大麻中一种较矮孝多分枝的变种。科学家从大麻的树脂中提取了400种以上的化合物,一些化合物通过研究显示出运用于癌症及炎症治疗的潜力。其中有一种叫四氢大麻酚(THC),是对神经系统起作用的主要成分,并可对人体其他系统产生广泛的影响,如呼吸道功能损害、心动过速以及血压变化等。近日医学基因组学领域的研究人员表示将对大麻的全基因组进行测序以鉴别出具有治疗效应的化合物,同时去除THC在精神方面引起的副作用。

2. 珊瑚基因组测序

第一个完整的珊瑚基因组测序结果显示,珊瑚的起源时间比之前认定的时间早了很多,并且至少有一个重要的物种比环保人士所担心的更为脆弱。

7月24日,日本冲绳县科学与技术研究所的Chuya Shinzato和同事宣布,他们已经完成了鹿角珊瑚(Acropora digitifera)——占据了大部分印度洋—太平洋海域的一种构成珊瑚礁的细长珊瑚——的基因组测序工作。

研究人员采集了珊瑚的精子,分析其中脱氧核糖核酸(DNA)的碱基序列,确定了23688种编码蛋白质的基因。

他们将珊瑚基因组与它的刺胞动物表亲水母、海葵以及水螅进行了比较,发现珊瑚最早出现在5亿多年前,这比已知最早的化石记录提前了2.5亿年。

研究人员同时发现,鹿角珊瑚缺乏合成一种必需氨基酸——半胱氨酸——所需的酶。这意味着珊瑚可能依赖被称为腰鞭毛虫的一种极小的共生生物体来生物合成半胱氨酸,从而使得珊瑚对于危及其小帮手的气候变化显得尤为敏感。

日本科学家认为,本项研究不仅有助于理解珊瑚的进化历程,还能帮助人们研究珊瑚白化现象。

日本科学家的这一发现已经发表在最新一期英国《自然》杂志网络版上。

珊瑚虫是一种海生圆筒状腔肠动物,在白色幼虫阶段便自动固定在先辈珊瑚的石灰质遗骨堆上,珊瑚是珊瑚虫分泌出的外壳,珊瑚的化学成分主要为CaCO3,以微晶方解石集合体形式存在,成分中还有一定数量的有机质,形态多呈树枝状,上面有纵条纹,每个单体珊瑚横断面有同心圆状和放射状条纹,颜色常呈白色,也有少量蓝色和黑色,珊瑚不仅形象像树枝,颜色鲜艳美丽,可以做装饰品,并且还有很高的药用价值。

C. shinzato, et. al, “Using the Acropofora digitifera genome to understand the coral responses to environmental change,” Nature,  doi:10.1038/nature10249, 2011.

3. 大西洋鳕鱼

规模化养殖大西洋鳕鱼是一些水产专家的梦想,但苦于细菌感染等问题难以成功。挪威研究人员的一项新发现可能帮助消除这个障碍,他们通过基因组测序发现,大西洋鳕鱼的免疫系统非常独特。

挪威奥斯陆大学的研究人员最近在英国《自然》杂志网络版上发表论文说,大西洋鳕鱼缺少一些对脊椎动物非常重要的基因。

这种现象在有颌类脊椎动物中还是头一次发现,将增进人们对脊椎动物免疫系统进化历程及人类免疫力的理解,还可帮助设计适合大西洋鳕鱼的新型疫苗。

有颌类脊椎动物指有着上、下颌的脊椎动物,除了一些原始种类,现存脊椎动物绝大部分都是有颌的。

研究发现,大西洋鳕鱼的基因组中缺少一组名叫“主要组织相容性复合体Ⅱ”(MHC Ⅱ)的基因,以及与这组基因有密切关系的另外两组基因。这三组基因是多数脊椎动物后天免疫系统的重要组成部分。

组织中有细菌等病原体侵入时,MHC Ⅱ基因将病原体的碎片“提交”给免疫细胞,激发免疫反应。曾有研究发现,缺少MHC Ⅱ基因的实验鼠有免疫缺陷,会患上严重疾病。

与一般脊椎动物相比,大西洋鳕鱼对免疫系统其他一些部分的依赖更重,这对MHC Ⅱ及相关基因的缺失起到了一定的补偿作用,使它们能正常生存。

研究人员猜测,大西洋鳕鱼可能在有着独特病原体组合的深水环境中进化,从而获得了独特的免疫系统。

B. Star, et. al, “The genome sequence of Atlantic cod reveals a unique immune system,” Nature,doi:10.1038/nature10342,2011.

“Faculty of 1000 Biology”创办于2002年1月,是一种在线科研评价系统,其推荐原则立足于论文本身的科学意义而非发表在什么杂志上。

该系统根据全球2300多名资深科学家的意见,提供对近期发表的生物科学论文的快速评论,目的是帮助广大科研人员遴选和发现有价值的研究工作。该机构专家根据论文对当前世界生物医学和临床实践的贡献程度和科学价值,每年对全球SCI文章总数不足千分之二的优秀精品医学论文进行推荐和点评,并赋予“F1000论文”称号向医学界推荐,涵盖了医学各个学科,是一项很高的学术荣誉。

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