6月2日，中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所牽頭發(fā)起的靈長(zhǎng)類(lèi)基因組計(jì)劃以《科學(xué)》專(zhuān)刊形式在線發(fā)表最新研究成果。6篇《科學(xué)》系列文章進(jìn)一步厘清了靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物演化的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，意外發(fā)現(xiàn)了罕見(jiàn)的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物雜交成種事件；發(fā)現(xiàn)氣候寒冷促進(jìn)了亞洲葉猴復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)演化的遺傳機(jī)制，篩選出了新的艾滋病研究潛在動(dòng)物模型。

中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所吳東東研究員介紹，本期《科學(xué)》專(zhuān)刊旗艦論文通過(guò)大尺度系統(tǒng)基因組學(xué)研究，揭示靈長(zhǎng)類(lèi)基因組演化歷史和腦容量、體型大小等表型適應(yīng)性的遺傳機(jī)制，通過(guò)新組裝的靈長(zhǎng)類(lèi)27個(gè)關(guān)鍵支系的高質(zhì)量長(zhǎng)讀長(zhǎng)三代參考基因組，對(duì)未來(lái)生物醫(yī)學(xué)研究和靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物遺傳資源的開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù)研究具有十分重要的意義。

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（一）靈長(zhǎng)類(lèi)到底怎么演化的？

吳東東介紹，研究團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)外多家單位合作，為11個(gè)科26個(gè)屬27個(gè)靈長(zhǎng)類(lèi)物種新測(cè)了高質(zhì)量參考基因組。利用全新的三代長(zhǎng)讀長(zhǎng)基因組測(cè)序技術(shù)，同時(shí)整合了另外23個(gè)物種已公布的參考基因組，對(duì)現(xiàn)存靈長(zhǎng)類(lèi)物種開(kāi)展更廣泛分類(lèi)單元的基因組抽樣和系統(tǒng)學(xué)比較，開(kāi)展了迄今為止規(guī)模最大、物種最全的靈長(zhǎng)類(lèi)比較基因組學(xué)研究。

圖注：大尺度靈長(zhǎng)類(lèi)高精度基因組數(shù)據(jù)集的構(gòu)建和比較基因組學(xué)解析。物種名被黃色和藍(lán)色標(biāo)記的物種的基因組是本研究新產(chǎn)生的高質(zhì)量參考基因組數(shù)據(jù)。其中，物種名被藍(lán)色標(biāo)記的物種的基因組被組裝成染色體水平。物種名被黑色標(biāo)記的物種的基因組數(shù)據(jù)從公共數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取。靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物圖片版權(quán)來(lái)自Stephen D. Nash/IUCN/SSC Primate Specialist Group。

研究發(fā)現(xiàn)，靈長(zhǎng)類(lèi)最近共同祖先出現(xiàn)在距今約6495到6829萬(wàn)年前，在晚更新世時(shí)，大多數(shù)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物發(fā)生快速的群體數(shù)量銳減，暗示氣候變遷會(huì)影響靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物種群數(shù)量。而某些類(lèi)別的靈長(zhǎng)類(lèi)物種在過(guò)去3百萬(wàn)年間群體數(shù)量持續(xù)下降，不少成為瀕危物種。吳東東表示：“這一發(fā)現(xiàn)提示我們，這一類(lèi)別物種的非瀕危物種也需要加大保護(hù)力度。”

研究中，意外發(fā)現(xiàn)了靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物雜交成種事件。研究人員首次在獼猴類(lèi)群中發(fā)現(xiàn)雜交成種事件，發(fā)現(xiàn)獼猴屬的食蟹猴種組是由獅尾猴種組和斯里蘭卡種組雜交形成，雜交成種事件大約發(fā)生在345萬(wàn)年到356萬(wàn)年間。而吳東東團(tuán)隊(duì)與云南大學(xué)研究員于黎團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，黔金絲猴是由川金絲猴與滇金絲猴和怒江金絲猴的共同祖先雜交而來(lái)。

（二）社會(huì)的形成，有沒(méi)有基因的影響？

與虎豹等大多數(shù)高等動(dòng)物不同，靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物普遍存在群居和社會(huì)化，傳統(tǒng)上認(rèn)為，這主要是因?yàn)榄h(huán)境變化導(dǎo)致。靈長(zhǎng)類(lèi)的群居和社會(huì)化是否存在遺傳學(xué)基礎(chǔ)？吳東東研究團(tuán)隊(duì)與西北大學(xué)齊曉光教授和李保國(guó)教授通力合作，以亞洲葉猴為研究模型，首次揭示了亞洲葉猴多樣化社會(huì)演化的行為學(xué)、生態(tài)學(xué)和遺傳學(xué)機(jī)制。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)重建全基因組水平亞洲葉猴系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，結(jié)合現(xiàn)生亞洲葉猴的生態(tài)行為學(xué)數(shù)據(jù)開(kāi)展了系統(tǒng)研究。種間分析顯示，亞洲葉猴物種的社群規(guī)模與氣候寒冷程度顯著相關(guān)，即寒冷地區(qū)的物種通常形成大規(guī)模社群；結(jié)合構(gòu)建的亞洲古地質(zhì)、古環(huán)境數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)歷史時(shí)期寒冷效應(yīng)促進(jìn)了部分葉猴類(lèi)群的社會(huì)聚合，寒冷是家族式大型重層社會(huì)演化的一個(gè)關(guān)鍵生態(tài)因子。基于比較基因組學(xué)發(fā)現(xiàn)，在家族式群居的奇鼻猴中，與寒冷相關(guān)的能量代謝和神經(jīng)、激素調(diào)節(jié)相關(guān)基因受到正選擇，而這些類(lèi)群演化出了更加有效的腦、神經(jīng)激素調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，尤以多巴胺、催產(chǎn)素為代表。

研究人員認(rèn)為，這些適應(yīng)性改變有助于在寒冷的環(huán)境中增強(qiáng)母猴對(duì)幼崽的撫育行為，從而增加?jì)牒锍苫盥剩欢陀^上又間接增加個(gè)體的友好行為、提高了雄性之間的容忍度、加強(qiáng)了個(gè)體間的交流與聯(lián)系，最終促進(jìn)亞洲葉猴從彼此獨(dú)立的一雄多雌式的家庭群向家族式的大型重層社會(huì)演化。

（三）哪些靈長(zhǎng)類(lèi)，可以成為艾滋病研究動(dòng)物模型？

缺乏直接感染艾滋病病毒的動(dòng)物模型是制約艾滋病研究的關(guān)鍵瓶頸之一。平頂猴是目前報(bào)道唯一可感染人類(lèi)艾滋病病毒的舊大陸猴，國(guó)內(nèi)分布的平頂猴物種為北平頂猴。鄭永唐團(tuán)隊(duì)和吳東東團(tuán)隊(duì)基于獼猴屬大規(guī)模基因組數(shù)據(jù)分析，意外地發(fā)現(xiàn)獅尾猴與北平頂猴有最近的親緣關(guān)系，而非傳統(tǒng)分類(lèi)上認(rèn)為的南、北平頂猴的關(guān)系最近，提示獅尾猴可能與平頂猴一樣可以感染艾滋病病毒。

此外，研究團(tuán)隊(duì)首次對(duì)北平頂猴進(jìn)行了基因組測(cè)序，發(fā)現(xiàn)有3個(gè)與艾滋病病毒復(fù)制密切相關(guān)的基因。值得一提的是，盡管會(huì)感染病毒，但北平頂猴不會(huì)發(fā)病，此次研究篩選出了北平頂猴體內(nèi)抑制艾滋病病毒復(fù)制的基因，為未來(lái)藥物研發(fā)提供了參考。

靈長(zhǎng)目是哺乳動(dòng)物中種類(lèi)最豐富的類(lèi)群之一，包括16科82屬520余種。作為人類(lèi)近親，靈長(zhǎng)目是人類(lèi)起源和演化、疾病發(fā)生機(jī)理以及傳染病傳播和疫苗研發(fā)的天然動(dòng)物模型。解析和重構(gòu)靈長(zhǎng)類(lèi)祖先到現(xiàn)代人類(lèi)進(jìn)化過(guò)程中的基因組變異圖譜，有助于靈長(zhǎng)目動(dòng)物的保護(hù)和對(duì)人類(lèi)演化的理解、疾病的防治。吳東東表示，這次《科學(xué)》專(zhuān)刊的發(fā)表，是靈長(zhǎng)類(lèi)基因組計(jì)劃初步的成果，隨著相關(guān)靈長(zhǎng)類(lèi)基因組數(shù)據(jù)的不斷豐富，還將進(jìn)一步推動(dòng)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物物種多樣性保護(hù)、靈長(zhǎng)類(lèi)演化機(jī)制和生命醫(yī)學(xué)的研究工作。