发布网友 发布时间:2022-04-23 09:35
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热心网友 时间:2023-10-09 16:20
1、遗传、发育和进化是生命科学中的重要问题。传统的进化发育生物学(Evo-Devo)更多是探讨动物中古老的、共有的发育机制,很多看法和假说难以在物种分化的水平得到验证和阐释。最近Evo-Devo的新发展则主要侧重于种内或近缘种间基因的*改变。但我们近期关于新基因及其功能起源进化的研究表明,一个崭新基因的出现能对表型或发育过程产生重要的影响。我们计划利用与动物发育和进化相关的新基因,以它们为模型揭示新pathway起源进化和维持调整的机制,探索一条认知遗传、发育和进化统一的新道路。
2、人工选择和基因组进化的机制。家养动物和栽培作物是人类文明和社会赖以存在和发展的重要物质基础。但是,自达尔文首次系统论述家养动物和栽培植物因人工选择而发生显著变异的现象以来,因为囿于人工选育性状的复杂性及其往往不遵循典型的孟德尔遗传方式,人们对于人工选择的遗传机制和在人工选择下基因和基因组的变化、进化规律依然知之甚少,甚至比我们对自然选择机制的了解还少。随着基因组数据的大量积累和进化基因组学研究理论和技术的迅猛发展,现在我们已可以在基因组的大尺度水平系统研究人工选择的遗传作用机制。本研究课题计划通过对驯养生物及其野生种基因组水平和表观基因组学(epigenomics)水平的大规模比较分析,定义受人工选择作用的大量基因和基因组区域,归纳总结人工选择作用的遗传机制和一般规律。利用规模化的转基因技术,鉴别出一批与人工选择性状相关的重要基因,为遗传和基因工程育种提供重要的理论指导和基因及品系资源。
3、其他一些进化基因组学研究课题,如动物毒素基因的起源进化、新性染色体的进化、新外显子的进化等。 1、黑腹果蝇近缘物种新基因的筛选和分析
与芝加哥大学的龙漫远教授实验室合作,计划利用目前可以获得的全部约6000个黑腹果蝇 (Drosophila melanogaster)的cDNA(果蝇全部基因约为13600个),用荧光原位杂交(FISH)技术对黑腹果蝇及其8个近缘物种进行筛选。筛到候选基因后,参照研究司芬克斯基因的思路,采用Southern杂交, 基因文库筛选,RACE, RT-PCR,及基因组DNA PCR等技术,对新基因的结构、功能、起源和分子演化模式进行分析,总结和推断新基因产生的最一般规律。
2、高等灵长类和人类基因组中新基因的产生
利用人类基因组的数据库,采用生物信息学的方法,搜索在人类基因组中新近产生的基因拷贝(即歧异度较低的拷贝);通过对代表性灵长类物种的分析,确定新基因产生的年龄,找出在大猿类,特别是人类中特有的新基因拷贝;探讨在灵长类进化和人类起源过程中,新基因发生的模式及其功能性后果。
3、动物毒素基因的发生和进化
从分子构造和进化角度看,大多数动物毒素都是由物种或类群特异的基因编码的,因而也属于新基因的范畴。与研究动物毒素的张云博士合作,结合上述新基因起源发生研究的基础,研究动物毒素新基因形成的规律,为新活性药物的筛选、乃至人工合成提供一些理论基础。
4、哺乳动物性染色体的起源和进化
建立了一个独特的、研究哺乳动物性染色体起源和进化的模型。 发展出了一套研究新基因起源和进化的体系,通过系统搜寻,已鉴别到了数十个年轻基因,包括最近发表的猴王(monkey king)基因和迄今发现的第一个年轻的RNA基因——sphinx(司芬克斯)基因。在命名为 “猴王基因”的研究中,第一次阐明了基因*是如何实现的,该基因家族也告诉我们基因的*序列可以在很短的时间内产生。sphinx的发现揭开了基因组中众多非蛋白编码RNA基因(ncRNA)起源发生研究的第一页。对sphinx及其所在果蝇4号染色体的深入研究推翻了遗传学界近百年的一个错误认识,即该染色体无交换重组。使相关教科书有必要作相应修改。已经分别在《Science》、《Nature Genetics》、《PNAS》、《Nature》、《Nature Review Genetics》、《Genetics》、《Mol Bio Evol》、《Nature Biotechnology》、《Genome Research》、《Plant Cell》、《PLoS Genetics》、《Trends in Genetics》、《Genome Biology》、《Molecular Biology and Evolution》、《中国科学》、《科学通报》等一系列重要学术杂志上发表多篇论文。
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