动物基因组:6亿多年来染色体几乎没有变化

由奥列格·西马科夫(Oleg Simakov)领导的维也纳大学和加州大学的科学家们通过比较不同动物群体的染色体，得出了一个惊人的发现:每一种动物都有几乎相同的染色体单位，这些染色体单位会反复出现——自大约6亿年前第一批动物出现以来，这种情况一直存在。利用新的原理，人类染色体现在也可以被解剖成这些原始的“元素”。这项新研究刚刚发表在杂志上科学的进步．

动物的多样性令人着迷，但这是如何反映在他们的遗传物质，基因组?有可能完全区分吗动物根据遗传信息相互交流，甚至可以预测遗传信息如何随时间变化?自2000年“基因组时代”开始以来，这一直是巨大的希望人类基因组第一次测序。20多年后，科学家们现在已经掌握了可以揭示组成基因组的整个染色体的完整序列的技术。在此之前，他们只能研究染色体的小片段。

在他们的新研究中，研究人员比较了不同动物群体的染色体。他们的结论是:动物物种具有几乎相同的染色体单位。这些染色体单位，也被称为“元素”，在进化中一直保持不变，因此几乎每一种动物的基因组都可以通过列出这些基本组成单元的组合来精确表示。

通过混合这些元素的基因组多样性

虽然这些染色体元素在进化过程中保持不变，但它们可以以不同的方式混合。研究人员成功地对这些混合物进行了分类，并推导出了可以被视为简单数学公式的一般原理。在此之前，人们只能确定一种动物有多少条染色体，而不能确定具体是哪些染色体以及它们的进化史。“例如，现在我们可以用代数符号将每个人类染色体分解成它的元素。然后我们推断这些原始元素在不同物种和属中发生了什么，如珊瑚、软体动物、鸟类和许多其他物种，以及有什么新的变化染色体维也纳大学的分子生物学家奥列格·西马科夫解释道。

元素的混合是不可逆的

这项研究的另一个发现是:一旦单个染色体元素混合在一起形成新的染色体，它们就永远不会回到原来的分离状态。“这样的事件在进化中是不可逆转的，从珊瑚到人类，每一个动物群体都有这样独特的组合，这将永远区分这些群体的后代，并将这些群体与其他群体区分开来，”Simakov说。

研究人员还能够确定许多动物染色体元素的起源，并表明单细胞生物大多数与动物有密切关系的动物只有少数这些元素，因此许多元素只是在非常时期进化而来的第一个动物．为什么染色体元素如此保守，元素的混合在进化中可能发挥什么作用，以及许多其他问题仍然是开放的，仍在研究中。