哺乳动物基因组的3D结构揭示了破纪录的多样性

基因组(生命密码)以折叠染色体的形式组织在细胞核内。基因组的这种三维组织是基础，因为它决定了每种细胞类型中哪些基因被打开和关闭。比较不同物种的全基因组序列可以研究进化动力学和染色质组织在物种形成过程中的作用。

由巴塞罗那自治大学(UAB)领导的一个国际研究小组描述了基因组的三维结构在哺乳动物多样化过程中是如何进化的，确定了细胞核内染色体折叠的不同模式。

该研究发表在CellReports上，还涉及基因组调控中心(CRG)的国家基因组分析中心(CNAG-CRG)以及肯特大学(英国)、斯泰伦博斯大学(南非)和澳大利亚大学的研究人员新南威尔士州(悉尼)、堪培拉和墨尔本。

“我们的工作展示了不同哺乳动物物种三维基因组组织的动态。结果表明，染色体折叠影响基因组进化的模式，并为基因组结构的起源和可塑性机制提供了新的解释性见解，”该研究人员说。研究协调员AuroraRuiz-Herrera，UAB细胞生物学、生理学和免疫学系以及生物技术和生物医学研究所(IBB)的副教授。

“简而言之，我们展示了不同物种中存在不同程度的基因组折叠及其与进化的关系。”

研究小组研究了几种哺乳动物的体细胞基因组组织，包括非洲起源的哺乳动物和有袋动物。这项研究通过比较不同胎盘哺乳动物物种的基因组进行，还允许重建这些物种共有的共同祖先的基因组。

使用高通量测序技术进行的分析使识别几种物种细胞中染色体折叠的特定模式成为可能。非洲兽科中的非洲象和土豚，以及有袋类动物中的塔斯马尼亚袋獾和袋鼠就是这种情况。该研究表明，谱系特异性染色体重排可导致基因组三维结构的不同配置。

“我们发现，在所有哺乳动物的细胞核内，染色体的组织和排列方式并不相同。事实上，我们已经确定了有袋动物染色体的一种非常特殊的配置，这种配置仅在某些无脊椎动物和酵母物种中被描述过，”UAB的博士前研究员、该研究的第一作者LucíaÁlvarezGonzález解释道。

“这向我们表明，哺乳动物的基因组组织，尤其是有袋动物，比以往任何时候都更加多样化，”AuroraRuiz-Herrera说。

该研究开辟了新的研究途径。AuroraRuiz-Herrera总结道：“研究系统发育上距离遥远的物种的基因组组织动态可以提供新的功能和进化见解，而这些见解迄今尚未得到充分探索。”

更多信息：LucíaÁlvarez-González等