图谱揭示人类与狗的基因大同小异

美国研究人员首次绘出了狗的基因组序列草图。通过对草图进行初步分析发现，被视为“人类最好朋友”的狗，在基因水平上与人类的相似程度要超过鼠。在9月26日出版的美国《科学》杂志上，美国马里兰州基因组学研究所和基因组学促进中心的研究人员发表了这一研究成果。

绘出狗基因组序列草图 拳师狗成为“狗明星”

“影子”是只可爱的拳师狗。它四方头、宽鼻子，胸部厚实，四肢发达，琥珀色的眼睛放射出警惕的目光，灰色的毛平滑且有光泽。在科研人员的精心护理下，“影子”在一天天长大。今年9岁的“影子”充满活力，它感情丰富，警戒心强烈，喜欢小孩和吵闹。在高兴的时候，全身会不断的摇晃。为保证外形和健康的最佳状态，它还时常进行一些有益身心健康的嬉戏活动。当然，它的最大嗜好就是吃。说白了，“影子”是“俗狗”一个！但这只拳师狗无疑将在人类科技史上占一席之地：它是最新一只基因被测序完毕的动物。在9月26日正式出版的美国《科学》杂志上，美国马里兰州基因组学研究所和基因组学促进中心的研究人员，发表了这一研究成果。

负责此项研究的是美国塞莱拉公司前总裁克雷格 · 文特尔博士。大名鼎鼎的文特尔在担任塞莱拉公司总裁期间，曾领导该公司研究人员先于国际人类基因组计划组织绘出人类基因组序列草图而引起科学界瞩目。在离开塞莱拉公司后，文特尔亲手创建了基因组学促进中心。该中心下属的新一代高通量DNA测序设备今年6月份正式启用，具备平均每年至少测定450亿个碱基对的能力。

拳师狗的祖先是獒犬种，中世纪时，人类用其攻击野牛、捕猎野猪与鹿。19世纪时，獒犬和其他一些品种交配改良成现在的拳师犬。这种德国产的中型守卫犬是从60种不同的狗中挑选出来的，基因组变异相对较小，作为狗参考基因组的可靠性最高。但这个狗基因组序列草图与人类和小鼠的序列图谱比较起来还不够完整，事实上大概有200万个基因序列片段，只覆盖了狗基因组的80%。

草图虽然粗糙，但鉴于目前已有人类基因组图谱和鼠类基因组图谱可供比较，这使研究者能够对狗基因组草图进行分析并获得有用信息。文特尔表示，绘出狗的基因组序列草图，是人类进行基因研究过程中取得的一个重大进步。

事实上，对狗的基因进行测序研究标志着科学发展史上的一次突破。多年以来，科学界一直对家养动物，尤其是狗保持敬而远之的冷漠态度。动物学家传统上对家养动物不感兴趣，把它们统称为“退化种族”，认为它们早已丧失了本能行为因而不值得进行生态学意义上的细致观察。除兽医需要使用的一点药物外，分子基因学或其他20世纪科学获得的进展都把狗排斥在一边。

今年6月，美国国家人类基因组研究所（National Human Genome Research Institute，NHGRI）宣布，政府资助的旨在测定狗基因组序列的“狗基因组计划”正式启动，怀特黑德基因组研究中心将在一年左右的时间内完成狗基因组序列精细图谱。这个项目的规模虽然无法与美国政府投资30亿美元的“人类基因组计划”相比拟，但也计划投资5000万美元。令怀特黑德基因组研究中心尴尬的是，自己的测序工作刚刚开始，文特尔主持的研究小组仅投入约700万美元就率先把狗基因组序列草图绘制成功。和人类基因组计划竞争结局类似，文特尔领导的私营机构在和政府资助的官方研究结构竞争中又领先一步。

狗与人类的基因很相似 人和狗曾拥有共同祖先

这个新绘制完成的狗基因组序列草图揭示，人类与狗基因组之间约有6.5亿个碱基对部分相同。在已识别出的2.4万多个人类基因中，至少有18473个与狗的基因相同。而人与小鼠，只有18331个基因相同。

研究人员称，从进化角度看，人、鼠和狗曾拥有共同祖先，但狗大约在9500万年以前从进化路线上分离成一个独立物种。人类和老鼠同时在大约8700万年前独立出来，因此老鼠就进化关系而言与人类更近。尽管如此，人类和狗基因组之间的相似性，却比鼠和人类、鼠和狗基因组之间的相似性都要大。研究人员也表示，对狗基因序列进行的描绘相对于老鼠基因序列而言还很不完整，但由于人类和老鼠的基因序列已经较为完整，所以进行比较确定狗体内的哪些基因与人类最为相似并不困难。利用这种对比技术，研究人员将可以更快而且用成本更低的方式来确认人类基因突变的源头。通过对狗的基因图谱进行分析，研究人员还发现了与狗的特殊功能有关的基因：它与嗅觉相关的基因比我们人类要多得多。

比较不同生物间的基因序列差异绘制出演化的关系图，一直是基因组学的一个重要研究领域，由此更能了解自然史中生物的演化过程与亲缘关系、基因在演化过程中的功能演变，以及我们人类的基因究竟从何而来、又有哪些重要之处。通过对狗的基因序列图谱进行进一步研究，将很有可能有助于我们加深对自己基因结构组成的了解。

参与这项计划的科学家指出，狗拥有大约24亿对基础DNA，较之人类的DNA数量仅少5亿对。狗拥有39对染色体，人有23对。狗的体积、生活方式和生命周期等与啮齿类动物相比更贴近于人类。多年来，狗作为一种模型动物，在骨髓移植等医学研究上做出了重要贡献。在漫长的选择育种的历史过程中，许多品种的狗容易患癌症、心脏病、失明以及自身免疫系统疾病。据估计，狗身上有360多种遗传疾病与人类疾病相似。因此，测定狗的基因组序列图谱，并将其与人类基因组图谱进行比较分析，对寻找人和狗的致病基因都将起到有力地促进作用。例如，约有10%爱尔兰赛特猎狗携带一种可引起免疫疾病的基因，育种学家可以通过DNA检测避免该基因携带者参与交配。绘制狗基因组序列图谱还有助于揭示过去一个世纪以来不同狗品种之间是如何演化的。比较品种间的微小差异可以解释为什么牧羊狗如此善于放牧，而警犬的嗅觉为何如此灵敏。

生物争上基因测序榜 谁能成为新的胜利者

绘制生物基因组序列图谱是探索生物奥秘的钥匙，这是一项即花钱又费力的工作。科学家们不可能对所有生物的基因进行测序。选择何种生物作为测序对象大有学问。2001年春天，美国国家人类基因组研究所（NHGRI）草拟了一份基因组需要测序的高优先级生物官方注册名单。黑猩猩、鸡、蜜蜂以及多种真菌榜上有名，但更多我们熟悉的四足动物却不在名单之内。不过比起生命的丰富多彩，这也算不了什么。需要测序的生物很多，队排得很长。各路科学家为了把自己心爱的生物推上去而卖力鼓吹。

为确定测序生物的优先顺序，NHGRI的评审小组认真审议了各组研究人员提请的不同的基因组测序计划。NHGRI于2002年9月11日宣布，狗、牛和一种纤毛虫成为新的胜利者，与此前已经上榜的黑猩猩等动物一起，取得了被优先考虑的资格。此外，生活在淡水里掠食细菌的单细胞原生动物纤毛虫作为生物学的实验动物已经有100多年历史了，对理解细胞活动做出了许多贡献。它拥有约3万个基因，与老鼠不相上下，但基因组大小却只有老鼠的1/60左右。这表示它的DNA序列中“垃圾”很少。对它进行测序，必将给遗传学研究带来非常有意义的新启发——而且省钱。因此也取得了被优先考虑的资格。

被选为高优先级的生物并不会自动获得资助测序的经费，但只要实验室时间安排和资金到位，计划马上就会展开。目前，已经在优先名单中的，除了人类最近的亲戚黑猩猩和人类最好的朋友狗之外，还包括鸡（常用于医学研究），蜜蜂（不仅因为其农业价值，也因为它们奇妙的社会组织和行为）、海胆（在发育生物学等学科中有重要地位）、15种真菌（有很高的经济价值和医疗价值，也用于基础研究），还有一种单细胞生物四膜虫遗传学研究的对象）。猪、猫、牛、大熊猫和恒河猴也是热门的提名对象，但多数仍未获得高优先级的地位，预计将在下一轮决策中被考虑。迄今，科学家已经绘制了超过150个物种的基因组序列图谱。

图为拳师狗在领奖台上