如果Little Orphan Annie在Daddy Warbucks的豪宅里有一臺DNA測序儀，那么她可能會先對蜥蜴的基因組進(jìn)行測序，看看它為什么會跳躍。并且，她可能有興趣發(fā)現(xiàn)蜥蜴基因組的某些元素是活躍的，移動的，是的，仍然是跳躍的。

這就是研究人員通過分析第一只蜥蜴(北美綠色anole)的基因組所發(fā)現(xiàn)的。結(jié)果發(fā)表在8月31日的Nature雜志在線出版物上。這項(xiàng)工作由哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)，該研究所得到國家人類基因組研究所(NHGRI)的部分支持，該研究所是美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)的一部分。

“由NHGRI支持的研究人員對從鴨嘴獸到靈長類動物的二十多種動物進(jìn)行了測序和分析，揭示了導(dǎo)致哺乳動物基因組進(jìn)化的基本過程，包括我們自己的基因過程，”Adam Felsenfeld，博士，程序說。 NHGRI大規(guī)?；蚪M測序計(jì)劃主任。“不同動物如綠色蜥蜴蜥蜴的基因組之間的比較揭示了保守的特征，這反過來說明了基因組的哪些部分可能起作用。”

北美綠色anole蜥蜴(Anolis carolinensis)，是美國東南部的土生土長的。它是第一個(gè)對其進(jìn)行基因組測序和組裝的非鳥類爬行動物。像哺乳動物一樣，蜥蜴和鳥類是羊膜，它們產(chǎn)卵受到膜的保護(hù)。選擇綠色anole是因?yàn)樗梢蕴峁┤祟悾溉閯游锖退鼈兊呐佬袆游飳?yīng)物的基因組如何進(jìn)化的見解，因?yàn)椴溉閯游锖团佬袆游镌?.2億年前分道揚(yáng)..

研究人員發(fā)現(xiàn)，大約30%的綠色anole基因組由移動元素組成，這些元素是基因組進(jìn)化的驅(qū)動因素。這些元素具有不安定的生活方式，經(jīng)常從一條染色體穿梭到另一條染色體，并在此過程中為基因組創(chuàng)新做出貢獻(xiàn)。在人類中，許多這些所謂的“跳躍基因”已經(jīng)失去了跳躍能力，但它們?nèi)栽诜e極地跳入極地蜥蜴。

“Anoles有一個(gè)活的轉(zhuǎn)座因子庫，”該論文的共同第一作者，馬薩諸塞州劍橋Broad研究所脊椎動物基因組生物學(xué)研究科學(xué)家JessicaAlfödi說，“在anoles中，這些轉(zhuǎn)座子仍在跳躍周圍，??但是進(jìn)化已經(jīng)將它們用于自己的目的，將它們變成人類的功能。“

研究人員將這些移動元素與人類基因組結(jié)合起來，發(fā)現(xiàn)人類基因組中近100個(gè)移動元素來源于哺乳動物的這些移動元素并且是保守的，這意味著它們可能具有一些重要的功能。它們大多數(shù)存在于人類基因組中不編碼蛋白質(zhì)的部分，并且可能具有調(diào)節(jié)基因的功能。其中一種在蜥蜴中移動的元素，在人類和蜥蜴的共同祖先中，現(xiàn)在被用作人類某些胚胎組織形成基因的重要組成部分。

綠色anole基因組包含大約17,500個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因。在這些基因中，還有4,000種在人類，小鼠，狗，負(fù)鼠，鴨嘴獸，雞，斑胸草雀和河豚中發(fā)現(xiàn)。

研究人員在anole的基因組中發(fā)現(xiàn)了許多與色覺有關(guān)的基因，蜥蜴依賴這些基因來識別選擇配偶(某些物種的雄性和雌性在頸部下方顯示出生動的彩色皮瓣，稱為露珠)。分析表明，這些基因中的11種雖然存在于魚類，青蛙甚至無脊椎動物中，但在哺乳動物的進(jìn)化過程中已經(jīng)丟失。

研究人員還能夠創(chuàng)建綠色anole蛋中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)的零件清單。他們將綠色的anole蛋白質(zhì)與雞蛋中的蛋白質(zhì)進(jìn)行了比較。研究人員發(fā)現(xiàn)，蛋蛋白的進(jìn)化速度比非蛋蛋白更快。

然后研究小組研究了anole基因組微染色體 - 有時(shí)在爬行動物(包括鳥類)，兩棲動物和魚類的基因組中發(fā)現(xiàn)的微小染色體，但從未在哺乳動物中發(fā)現(xiàn)過。與雞基因組相比，綠色anole基因組包含12個(gè)微染色體，其具有28對。研究人員提出綠色anole和雞之間共有的微染色體可能是在爬行動物的祖先中產(chǎn)生的，而其余的雞微染色體可能來源于鳥類的進(jìn)化。

此外，該團(tuán)隊(duì)最終確定了蜥蜴的性染色體 - 這是研究人員之前才能假設(shè)的。與哺乳動物一樣，綠色肛門似乎有XX和XY染色體(與鳥不同，其中雄性有兩個(gè)相同的性染色體稱為ZZ，而雌性有兩個(gè)不同的染色體稱為ZW)。蜥蜴的X染色體被證明是其眾多微染色體之一。

研究人員還觀察到，自從anole和雞分歧以來，在2.8億年中發(fā)生了相對較少的大型染色體重排。相比之下，研究人員發(fā)現(xiàn)，在負(fù)載負(fù)鼠和人類基因組的1.48億年間，發(fā)生了更多的染色體重排。

除了對人類和哺乳動物基因組的深入了解之外，anole lizard的基因組還提供了關(guān)于蜥蜴物種如何進(jìn)化到大安的列斯群島中的島嶼的線索。研究人員能夠初步繪制出90多種蜥蜴物種如何進(jìn)化到島嶼上的定位圖。

就像達(dá)爾文的雀鳥一樣，anoles適合填補(bǔ)島嶼所提供的所有生態(tài)位。有些蜥蜴腿很短，可以沿著狹窄的樹枝走路; 其他顏色為綠色，大腳趾墊適合在樹上生活; 其他人是黃色和棕色的，住在草叢中。但與雀類不同，不同島嶼上的蜥蜴獨(dú)立進(jìn)化了這些樹枝，樹冠和草棲物種的多樣化群落 - 幾乎相同的蜥蜴物種在伊斯帕尼奧拉島，波多黎各，古巴和牙買加島上平行進(jìn)化。