家猫加入基因组“俱乐部”

蔡如鹏

就染色体的结构而言，家猫比其他非灵长类物种更接近于人类。这意味着猫的遗传疾病与人的遗传疾病非常可能以同样的方式遗传给下一代

为什么缅因猫喜欢被人拥抱而俄罗斯短毛猫却对人冷淡呢？答案或许就藏在刚刚“出炉”的第一张家猫基因组草图里。科学家们在这张基因序列图中已经发现了20285个基因，通过对它们的分析，将有可能帮助研究人员找到治疗某些人类疾病以及解读猫科动物驯化之谜的钥匙。

一只名为“辛纳蒙”的4岁雌性阿比西尼亚猫非常幸运地为测序提供了血液样本，成为第一只可以拥有自己生命天书的猫。同时，它也因此把猫带入到包括狗、小鼠、大鼠和黑猩猩等哺乳动物在内的基因组“俱乐部”。

不完整的测序

科学家们在11月出版的《基因组研究》杂志上报告说，他们初步完成了对“辛纳蒙”基因组序列的测定。但这仅仅是第一步，测序工作也不如对人基因组和狗基因组那样完成得彻底。

这张草图仅包括“辛纳蒙”65%的基因序列，其间还有很多空缺。尽管所得的结果并不完美，但领导这项研究工作的美国国家癌症研究所的遗传学家奥布赖恩表示，草图出现错误的几率不会超过1%。

研究人员先将“辛纳蒙”完整的基因组序列分割成很多小的片段，然后用机器测定这些小片段的序列，最后再根据片段重叠部分的序列，把所有片段拼接在一起，得到一个完整(或相对完整)的序列。

这种方法的优点是速度快，但缺点也很明显，很容易遗失掉部分序列。为了保证研究覆盖到整个基因组，科学家往往会对全基因组片断进行多次测序，由于每次测序的分割位置可能不同，因此可以最大程度上保证遗传信息的完整。

具体到对“辛纳蒙”的研究，科学家共测定了大约50亿个碱基对，这一数字是它具有27亿个碱基对的基因组的1.9倍。与此相比，人类基因组测序了7倍，狗的基因组测序达到了7.5倍。

这次由于测定的序列交叠部分太少，因此拼接难度很大。作为一种“捷径”，奥布赖恩等人依照狗和人类基因组的相似部分，将家猫较短的DNA片段排列了起来。这种方法大大节省了他们的时间和劳动。

值得一提的是，这次测序工作仅花费了1000万美元，而所获得的数据对一些类型的研究而言，已经足够好了。奥布赖恩表示，家猫基因组研究的策略应该成为在缺乏足够支持的情况下，进行基因组测序的典范。

通过与其他物种基因组对比，奥布赖恩等人推测，已发现的20000多个基因大概占家猫所有基因的95%。

以猫“鉴”人

毫无疑问，新的测序工作将促进与猫类特征和疫病相关的基因研究。比如，今年早些时候，根据当时的测序结果，奥布赖恩小组发现了一个与“辛纳蒙”幼年失明相关的基因突变，它在阿比西尼亚猫中十分普遍，会造成一种名为色素性视网膜炎的疾病。

但科学家们更期望的是从这些动物的基因组中寻找线索，看看我们人类自己的基因组是如何工作的，比如基因的准确位置以及它们是如何调节的，等等。

人类在6000多年前就开始驯养猫，虽然与狗或其他圈养动物相比，家猫是我们人类的新朋友，但它是在遗传学上与我们最相近的宠物。和狗相比，家猫的基因组与哺乳动物的共同祖先有着更多的相似性。奥布赖恩说，就染色体的结构而言，家猫比其他非灵长类物种更接近于人类。这意味着猫的遗传疾病与人的遗传疾病非常可能以同样的方式遗传给下一代。

家猫有250多种自然产生的遗传疾病，其中很多疾病与人类疾病的遗传病理十分相似。例如，家猫是已知除了人类之外惟一可能因感染免疫缺陷病毒(即艾滋病病毒)而自然发病的动物，而猫科免疫缺陷病毒与人类免疫缺陷病毒在遗传方面有某种相似性，因此它也是研究艾滋病发展的最佳模型动物。

美国加州大学戴维斯分校的遗传学家莱斯利·莱昂斯认为，除了帮助治疗人类的某些疾病之外，这项工作也会对理解进化带来益处，因为家猫基因组长久以来变化并不大。她说：“这将有助于确定什么是食肉动物的重要特征以及哪些基因与驯化有关。”

不过，一些科学家认为，随着基因测序成本的不断降低，获得物种的基因草图并没有多少亮点。美国马里兰大学的计算生物学家史蒂文·萨尔兹伯格说：“这就好比读一本书，但你只能读到每句话的一半。”莱昂斯也认为，家猫基因组要想对人类健康或其他研究工作提供真正的价值还需要完成的更彻底。

明年早些时候，萨尔兹伯格和莱昂斯的愿望可能就会实现，因为到那时，一份完整的“辛纳蒙”基因组将会出炉，它可能要比狗的基因测序结果更加完美。与此同时，食果蝙蝠、鼹鼠等也已等候在基因组“俱乐部”门外。