实现远古物种遗传信息的有效克隆与分析

ykjsx

生物学家首次找到一种策略，即对远古物种的基因组DNA序列进行有效克隆和分析。这种方法也许有助于解开人类祖先的遗传秘密。

   有些东西是越老越好，但DNA却不属于此列。研究人员一直希望揭开已灭绝物种的基因信息，但由于材料降解所导致的基因组DNA严重破碎而受到阻碍。James Noonan是美国劳伦斯伯克利国家实验室和Edward Rubin一起工作的博士后，他说：“线粒体的DNA能从很大范围内的样品中得以成功恢复，这些样品有5万年甚至更长的历史。但基因组的DNA只能从极少数的样品中得以恢复，而且还需要满足一定的条件，比如材料的冻结情况，或者材料是否来自非常干燥的环境等。”

   主要的问题是，绝大多数研究人员由于意识到远古遗传材料的稀缺性，于是他们就试图首先将其进行扩增，但一般情况下由于DNA过度降解导致扩增难以进行。Noonan和Rubin与德国马普研究所的Svante Paabo小组合作，采用了一种更为直接的方法。他们从穴居熊的牙齿和骨骼样品中提取出全部DNA，推测出其所处的年代大约是在4万年之前。接着他们用酶学方法修复这些DNA，然后将其直接转入载体骨架内，以产生出基因组文库。由于狗和熊具有密切的遗传相关性，两者90%以上的基因组序列是相同的，因此研究人员得益于最近完成的狗基因组序列工作，可以利用这些数据作为框架来推进他们从事的穴居熊DNA信息序列的研究。

   尽管绝大部分克隆工作要依托于环境中的真菌或细菌进行，但仍有相当比例的序列和已知的狗基因组DNA序列相吻合，证实了推测中的穴居熊外显子和调控序列。Noonan说：“如果我们有这个愿望、经费以及时间，我们就能够测出这些文库中所有标本的基因组序列。”然而，这并不是最终目的，研究小组将这种研究仅仅视为一个先导型项目，旨在孕育出一个规模更为宏大、相关性更强的研究计划。Noonan说：“穴居熊是有用的，因为它所处的年代与穴居人相同，遗传信息所保存的水平也是相同的。它们甚至来自于相同的环境。”在对技术进行最优化处理后，这个研究小组将立即开展重建穴居人基因组的工作，并将其直接与人类和黑猩猩的基因组对比。Noonan对这种方法充满信心，认为这种方法可用于更古老物种基因组的测定。他说：“如果你回过头来看看有关古代物种DNA研究方面的文献，你就会发现，每个人都在说这是不可能的事，你不可能从任何样品中获得足够数量的基因组DNA……但现在的结论是你能，而且你是使用测定现代基因组的方法来完成这件事的。”