磨刀霍霍向猪羊

今天是正月初八，每逢佳节胖三斤，不知大家今年胖了多少，今天跟大家分享下生肖的最后一篇文章，猪。

一、摘要

早在1万年前，猪和人就有着亲切并且复杂的关系了。从对猪的驯化，到现代化养殖，人类对猪基因组的变化起了绝对的作用。文章组装了一个杜洛克母猪，并和欧洲、亚洲的野猪、家猪进行了比较。文章认为野猪最早出现在东南亚地区，而后通过欧亚大陆进行迁移。亚洲品种和欧洲品种大约在1百万年前进行了分化。进行选择清除分析，得到的基因多参与RNA的processing和regulation。另外，与免疫反应，嗅觉相关的基因处于快速进化。猪有最大数量的嗅觉功能相关的基因，这对于通过嗅觉来寻找食物非常重要。猪基因组的完成对于深入研究家畜提供了宝贵的资源，另外文章鉴定出了多处跟人一样的基因，其变异会引起人类疾病，证明了用猪作为人类药物研究模式生物的可能性。

二、材料和方法

文章利用WGS结合BAC的方法进行了测序，组装结果大约2.6Gb挂到染色体水平，大约有200Mb没有挂载上。

三、研究结果

1、注释

对猪基因组进行组装，然后对重复序列进行预测，得到了95个新的重复序列家族，包括5个LINEs，6个SINEs，76个LTR和8个微卫星序列。对于基因预测、转录本预测还有直系、旁系同源基因预测，文章利用了Ensemble的分析流程。深入的注释ncRNAs是利用了其他的分析流程。

2、猪基因组的进化

（1）基因和基因家族的进化

为了检测变异的速率和类型，文章利用猪、人、老鼠、狗、马、牛提取9000个单拷贝基因。利用这9000个基因计算dn、ds，dn/ds，并构建进化树。其中处于正选择的基因利用DAVID进行检查，来发现是否是参与特定的生物代谢通路。

多数基因参与免疫相关，另外就是多与在嗅觉相关。

（2）共线性和进化断点

利用跟其他动物进行比对，寻找HSBs(共线性区域)区，然后鉴定出192个猪特有的区域。这些特有的区域富集在LTR、还有微卫星序列。可以认为是这两种组分导致了染色体的进化。利用人和猪的单拷贝基因进行研究，发现猪的特异区，或者临近区更多的富集和嗅觉相关的基因。可以推测这种变异是染色体重排导致的。

最后文章认为猪之所以进化成今天的样子，染色体的重排发挥着重要的作用。

3、群体分化和驯化

亚洲和欧洲野生品种的分化

通过对亚洲、欧洲10个野生的猪进行重测序，寻找SNP来进行研究其种群分化的特性，并进行了选择清除分析来筛选特定功能的基因。

另外，文章认为欧洲和亚洲猪是独立进化的，但是在育种中存在杂交现象。

4、猪作为药物模型的探究

文章在猪中找到了跟人一样的112个蛋白。这些基因改变会加大人类患病的概率。比如obesity(ADRB3, SDC3) and diabetes (PPP1RA, SLC30A8, ZNF615) or shown to result in relatively mild phenotypes (for example, dyslexia:KIAA0319) or late-onset diseases such as Parkinson’s disease (LRRK2,SNCA) and Alzheimer’s disease (TUBD1, BLMH, CEP192, PLAU).

因为人和猪亲缘关系较近，因此可以利用猪来作为药用研究的模型。

但是因为猪基因组存在大量的内生型逆转录病毒，这使得直接利用猪为人类进行器官移植，风险较高。不过可喜的是目前基因编辑技术已经可以将这些风险病毒进行敲除了。

参考文献

Groenen M A, Archibald A L, Uenishi H, et al. Analyses of pig genomes provide insight into porcine demography and evolution.[J]. Nature, 2012, 491(7424):393.