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Apr 14, 2023

영장류 게놈 프로젝트에서 진화의 비밀이 밝혀지다

진화 및 유기체 생물학 센터의 Guojie Zhang이 공동 주도

Zhejiang University의 진화 및 유기체 생물학 센터의 Guojie Zhang, Kunming Institute of Zoology의 Wu Dong-Dong, Northwest University의 Xiao-Guang Qi, Yunnan University의 Li Yu, Aarhus University의 Mikkel Heide Schierup 및 Yang이 공동으로 주도했습니다. 영장류 게놈 컨소시엄(BGI-Research)의 Zhou는 50개 영장류 종의 고품질 참조 게놈을 포함하는 1단계 프로그램의 일련의 간행물을 보고했으며 그 중 27개 종은 처음으로 서열이 분석되었습니다. 이러한 연구는 종분화 과정, 게놈 다양성, 사회적 진화, 성염색체, 뇌의 진화 및 기타 생물학적 특성에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

대규모 계통유전학적 연구를 통해 영장류의 진화 역사와 표현형 혁신의 기초가 되는 유전 메커니즘이 밝혀졌습니다.

계통발생적 맥락 내에서 영장류 게놈의 비교 분석은 인간 유전 구조의 진화와 영장류 다양화와 관련된 종간 게놈 차이를 이해하는 데 중요합니다. 영장류 게놈에 대한 이전 연구는 주로 인간과 밀접하게 관련된 영장류 종에 초점을 맞춰 왔으며 더 넓은 계통 발생 범위가 부족하여 제한되었습니다.

"전 세계적으로 500종 이상의 영장류가 있지만, 현재 인간이 아닌 대표적인 영장류 종 23종만이 게놈이 공개되어 있으며, 속(屬)의 72%는 순서가 없는 상태로 남아 있으며, 이는 진화 역사를 이해하는 데 상당한 지식 격차를 초래합니다." 우동동 상태.

이러한 격차를 해소하기 위해 그들은 이전에 완전히 서열 분석되지 않은 기본 계통을 포함하여 27개 영장류 종에 대해 장기 판독 시퀀싱 기술을 사용하여 고품질 게놈 서열 분석을 수행했습니다. 이를 이전에 발표된 영장류 게놈과 결합하여 이 프로젝트는 게놈 및 표현형 진화에 대한 새로운 통찰력을 얻기 위해 38개 속, 14개 과를 대표하는 50개 영장류 종에 대한 계통유전학 연구를 수행했습니다.

"전체 게놈 데이터를 기반으로 우리는 고도로 분해된 계통발생을 생성했으며 백악기/제3기 경계와 겹치는 6495만년에서 6829만년 전 사이에 왕관 영장류의 출현을 추정했습니다"라고 Wu는 말합니다.

이 연구는 영장류 계통 전반에 걸친 상세한 게놈 재배열을 보고하고 계통발생의 서로 다른 조상 가지에서 적응적 자연 선택을 거친 수천 개의 후보 유전자를 확인했습니다. 여기에는 신경, 골격, 소화 및 감각 시스템의 발달에 중요한 유전자가 포함되며, 이들 모두는 영장류의 진화적 혁신과 적응에 기여했을 가능성이 높습니다.

Guojie Zhang은 "신세계 원숭이, 구세계 원숭이, 대형 유인원을 포함하는 유인원 그룹의 공통 조상에서 뇌 관련 유전자와 관련된 수많은 게놈 변화가 발생했다는 사실은 놀랍습니다."라고 말했습니다. 이 조상 노드에서 시간적으로 깊게 진화하는 것은 인간 고유의 특성이 더욱 진화할 수 있는 길을 열었을 수도 있습니다."

광범위하고 불완전한 계통 분류는 영장류의 종분화와 선택을 조명합니다

침팬지와 보노보가 인간과 가장 가까운 종이라는 사실은 잘 알려져 있지만, 우리 게놈의 15%는 또 다른 유인원인 고릴라에 더 가깝습니다. 이는 주로 조상의 유전적 다형성이 후손 종으로 무작위로 분류되는 불완전 계통 분류(ILS)라는 특별한 진화 사건 때문입니다. 이 연구는 영장류 진화 과정에서 종분화 사건을 조사한 결과, ILS가 영장류 전반에 걸쳐 29개 주요 조상 마디 모두에서 자주 발생한다는 사실을 발견했으며, 일부 마디는 게놈의 50% 이상이 ILS의 영향을 받았다는 사실을 발견했습니다.

Guojie Zhang은 "유전적 다양화 과정은 우리가 일반적으로 종분화 과정에 대해 알고 있는 분기 트리와 같은 토폴로지를 따르지 않고 복잡한 그물과 비슷합니다"라고 말했습니다. "종 전체에 걸친 표현형의 진화에도 영향을 미칠 수 있는 각 개별 유전자의 진화 과정을 조사하는 것이 중요합니다."