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        解碼Axolotl基因組
        
			
        
				2019-04-29 11:29:59
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        由維也納，德累斯頓和海德堡的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組已經(jīng)解碼了墨西哥蠑螈蠑螈的整個遺傳信息。axolotl基因組是有史以來最大的基因組序列，將成為研究再生肢體和其他形式再生的分子基礎(chǔ)的有力工具。
        

        解碼Axolotl基因組
        

        蠑螈長期以來一直是發(fā)育，再生和進(jìn)化研究的寶貴生物模型。尤其是墨西哥蠑螈(Ambystoma mexicanum)因其令人驚人的身體部位再生能力而受到特別關(guān)注。如果食人族傾斜的動物失去肢體，它將在幾周內(nèi)重新獲得完美的替代品，并在正確的位置完成骨骼，肌肉和神經(jīng)。更加迷人的是，蠑螈可以修復(fù)斷裂的脊髓和視網(wǎng)膜組織。這些品質(zhì)和相對容易的繁殖使其成為最受歡迎的生物模型，在實驗室中培育了150多年。
        

        研究再生的演變
        

        最大的蠑螈群體之一由現(xiàn)任維也納分子病理學(xué)研究所(Elly Tanaka)的Elly Tanaka團(tuán)隊維護(hù)。位于德累斯頓工業(yè)大學(xué)德累斯頓DFG再生療法中心和德克薩斯州馬克斯普朗克分子細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)研究所(MPI-CBG)的田中小組正在研究肢體和脊髓再生的分子細(xì)胞生物學(xué)以及這些機(jī)制是如何演變的。多年來，該團(tuán)隊為蠑螈開發(fā)了廣泛的分子工具包，包括全面的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，揭示動物基因組中的蛋白質(zhì)編碼序列。使用這些工具，Elly Tanaka和她的同事能夠識別啟動再生的細(xì)胞并描述控制該過程的分子途徑。
        

        為了充分了解再生并找出其在大多數(shù)物種中如此受限的原因，科學(xué)家們需要獲得基因組數(shù)據(jù)來研究基因調(diào)控和進(jìn)化。到目前為止，由于其龐大的規(guī)模，蠑螈基因組已經(jīng)避免了完整的裝配：在320億堿基對，它比人類基因組大十倍以上。使用現(xiàn)有工具的序列組裝過程被該基因組中的大量重復(fù)序列所混淆。
        

        對最大基因組進(jìn)行測序的挑戰(zhàn)
        

        由Elly Tanaka(IMP)，Michael Hiller和Gene Myers(均為MPI-CBG)以及海德堡理論研究所(HITS)的Siegfried Schloissnig領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊現(xiàn)已對完整的進(jìn)行排序，組裝，注釋和分析。 axolotl基因組，有史以來最大的基因組解碼。使用PacBio平臺，一種產(chǎn)生長讀數(shù)以跨越大型重復(fù)區(qū)域的測序技術(shù)，在DRESDEN概念基因組中心(MPI-CBG和TU Dresden之間的聯(lián)合操作)中對總共72 435 954個讀數(shù)進(jìn)行測序。由Gene Myers和Siegfried Schloissnig與他在海德堡的團(tuán)隊共同開發(fā)的軟件系統(tǒng)被用于組裝數(shù)百萬件的基因組。
        

        對組裝基因組的分析發(fā)現(xiàn)了幾個似乎指向蠑螈獨(dú)特性的特征：研究人員發(fā)現(xiàn)，僅存在于蠑螈和其他兩棲動物物種中的幾種基因在再生肢體組織中表達(dá)。最引人注目的是，一個名為PAX3的基本發(fā)育基因在基因組中完全缺失，其功能已被另一個稱為PAX7的基因所接管。這兩種基因在肌肉和神經(jīng)發(fā)育中起著關(guān)鍵作用。
        

        該研究的共同第一作者，IMP的博士后研究員Sergej Nowoshilow說：“我們現(xiàn)在掌握了地圖，以研究腿部等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的重建方式。”“這是使用axolotl的科學(xué)家群體的一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這是150多年前開始的一項研究冒險的真正里程碑。”
        

        現(xiàn)已公開獲得的蠑螈基因組序列是全世界研究組織再生研究的有力資源。
        
			

			
          
        
			
        
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