基因组研究揭示猪鲜为人知的4个秘密！
01
猪为什么是现在这样？
2012年，由荷兰瓦格宁根大学、英国爱丁堡大学和华大基因等机构合作，组装了一个杜洛克母猪，并完成组装个体与欧洲野猪、亚洲野猪、家猪等一共10个个体的比较分析，研究成果发表在《Nature》上。
研究指出，野猪最早出现在东南亚地区，而后通过欧亚大陆进行迁移。亚洲猪和欧洲猪约在一百万年前发生演化分歧。从基因功能上看，与免疫反应、嗅觉相关的基因演化迅速。猪的嗅觉相关基因数量多，很大程度上解释了它们在觅食过程中对嗅觉的高度依赖。
通过与其他动物基因组进行比较分析，研究者推断，导致猪染色体演化的主要原因是LTR和微卫星序列这两种组分。通过比较分析人和猪的单拷贝基因，研究者发现，在猪的特有区域及这些区域附近富集了更多和嗅觉相关的基因，由此推断，人和猪的单拷贝基因之间的差异是由染色体重排导致的。最后，研究者得出结论，猪之所以演化成为今天的样子，背后的遗传学原因可能是染色体重排。
原文链接：https://www.nature.com/articles/nature11622
猪的疾病靶标，与人类有何异同？
2012年，由中国农科院北京畜牧兽医研究所与华大基因主导完成五指山猪基因组测序，研究成果发表在《GigaScience》上。
五指山猪是一种广泛近交的小型猪品系，有很多适用于医学研究的特性，比如体型较小便于实验操作，长期近交形成的品系内个体之间的遗传相似度高，从而使试验具有较高的可重复性，由此成为人类医学研究的重要动物模型。五指山猪基因组的构建，使得研究人员能够对患与人类相似复杂疾病的动物个体进行深入研究。
研究人员特别关注家猪与人类共有的基因和蛋白区域，这对于人类的药物开发有重要意义。五指山猪基因组中包含与人类几种疾病相关的大量药物靶标基因，预示五指山猪可作为这些疾病的药物测试模型。然而，研究人员也发现，有一些靶标基因在五指山猪与人之间存在显著差异，这些差异能够明确预示哪些类型药物测试不适合在五指山猪当中进行，从而避免不必要的实验投入。
原文链接：https://academic.oup.com/gigascience/article/1/1/2047-217X-1-16/2656144
03
不同地域的猪，环境适应性相关的遗传差异有多大？
2015年，由江西农业大学、华大基因和美国加利福尼亚大学合作，对来自我国15个不同地域的、代表广泛血缘谱系的12个猪种69头血缘无关的中国地方猪进行全基因重测序，揭示了猪的环境适应性机制，研究成果发表在《Nature Genetics》上。
研究人员采用全基因组重测序，以每个个体25X的测序数据，比较了69个猪的基因组序列，检测其遗传变异，并基于SNP标记进行群体结构和种群历史演化的推断分析。最终，研究人员在全基因组范围内鉴别出与不同纬度环境适应性有关的219个候选基因位点，这些位点与毛发生长、皮肤发育、血液循环、能量代谢、肾脏发育、前脑神经元调控等生理过程有关。其中，15号染色体上的基因DCAF17（与毛发缺失性状相关）在南北猪种中明显分布不均衡。
研究人员还发现，南北方猪种在X染色体上的一个14Mb低重组区域存在两种截然不同的单倍型，预示着它们经历了不同的适应性选择过程。应用猪全基因组分型芯片在422个中国猪种中进行实验分析，研究人员证实，在中国北方猪种当中广泛存在与前述预测相应的重组单倍型。进一步分析还发现，北方猪的这个单倍型区域很可能来自另一个已经灭绝的猪属——Suide 。据推算，两属之间的杂交事件发生于数十万年前。
原文链接：https://www.nature.com/articles/ng.3199
04
猪的肠道细菌功能基因集，与人有多相似？
2016年，由巴黎萨克莱纳大学、哥本哈根大学与华大基因合作，对287头猪的粪便DNA进行了深度宏基因组测序，全面构建了猪肠道宏基因组和功能信息，研究成果发表在《Nature Microbiology》上。
肠道菌群在宿主全生命周期中发挥着重要作用，与个体生长发育、能量代谢、免疫调节、药物起效反应等过程密切相关，许多疾病的发生、发展都伴随着肠道菌群的失衡或变化。然而此前技术受限，肠道菌群基因组研究主要依赖16S rDNA测序。该项研究首次对猪进行肠道宏基因组测序，获得了全面的猪肠道微生物组数据集，鉴定出719种肠道细菌的700多万个基因。
研究揭示，人肠道微生物组参考基因集中发现的功能性通路，有96%也存在于猪肠道微生物组参考基因集中。这些数据有力支持了猪在生物医学研究中的潜在应用。
原文链接：https://www.nature.com/articles/nmicrobiol2016161
正文到此结束，送您一只迷你猪，祝新春吉庆，诸事顺利！
参考资料：
【1】Analyses of pig genomes provide insight into porcine demography and evolution. Nature. 2012
【2】The sequence and analysis of a Chinese pig genome. GigaScience. 2012
【3】Adaptation and possible ancient interspecies introgression in pigs identified by whole-genome sequencing. Nature Genetics. 2015
【4】A reference gene catalogue of the pig gut microbiome. Nature Microbiology. 2016
【5】http://www.ebiotrade.com/newsf/2016-9/2016920150835700.htm
撰稿：程红英
编辑：市场部
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