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云之南

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专业背景:计算机科学 研究方向与兴趣: JavaEE-Web软件开发, 生物信息学, 数据挖掘与机器学习, 智能信息系统 目前工作: 基因组, 转录组, NGS高通量数据分析, 生物数据挖掘, 植物系统发育和比较进化基因组学

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[转Nature:DNA研究表明狗更适合淀粉类饮食  

2013-12-30 11:41:12|  分类: 研究方法与进展 |  标签: |举报 |字号 订阅

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Nature:DNA研究表明狗更适合淀粉类饮食


狗狗也许更喜欢牛排,但是它的消化系统已经非常适应米饭和土豆。这是一项新研究得出的结论:研究发现相比它们的祖先狼,狗已经进化为一种食物更加多样性的动物。这种转变与基因变化同时发生(这样的情况同样发生在人类身上),这将支持狗与人类有着相似进化历程的观点。

事实上,在超过1.1万年前的欧亚大陆上,狗就已经从狼演化而来,尽管对于狗何时发生演化以及如何进化成功还存在异议。狗在从狼群成员转变为家里的 宠物的过程中,包含的不仅仅是与人类相处的能力,来自瑞典乌普萨拉大学的进化遗传学家Erik Axelsson说。他和同事将狗的DNA与狼的DNA进行了对比,以此来研究是什么基因对驯化过程起到重要作用。

研究人员从世界各地找来12只狼和14个品种的60只狗做DNA测序。他们首先寻找DNA中的单个碱基对,各个基因的碱基对是不同的,并以此确认大约400万组单核苷酸多态性(SNPs)。

这项研究从所有122组基因中发现了36组促使狗进化的基因。研究小组日前在《自然》杂志中报道了这一成果。其中,在脑部基因中有8组是参与神经系统发育的,这些基因使得狗更加温顺,从而解释了狗如何过渡成为人类的好朋友。

更令人惊奇的是,研究人员发现了狗体内消化淀粉的基因。研究人员对狗的30组拷贝基因进行分析后发现,在小肠内的一种蛋白质能够分解淀粉。研究人员 注意到,狼只有两个拷贝,并且研究结果表明,狗的基因比狼的相同基因活跃28倍。更多的拷贝意味着更多的蛋白质,试管研究表明,狗在消化淀粉(如小麦和大 米)方面的能力是狼的5倍。人类的这类基因拷贝也是不同的:那些有高碳水化合物饮食习惯的人群——例如日本人——比非洲姆布蒂人这样在饮食中淀粉比重很小 的人群拥有更多的拷贝。“我们以非常相似的方式适应着农业发展过程中激烈的饮食变化。”Axelsson说。

没有参与此次研究的美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的狗进化生物学家Robert Wayne为这项研究结果感到激动。他说:“狗与狼不同,狗不需要像狼一样的饮食。狗与人类以及人类的饮食协同进化。”(生物谷Bioon.com)

The genomic signature of dog domestication reveals adaptation to a starch-rich diet

Erik Axelsson, Abhirami Ratnakumar, Maja-Louise Arendt, Khurram Maqbool, Matthew T. Webster, Michele Perloski, Olof Liberg, Jon M. Arnemo, ?ke Hedhammar & Kerstin Lindblad-Toh

The domestication of dogs was an important episode in the development of human civilization. The precise timing and location of this event is debated1, 2, 3, 4, 5 and little is known about the genetic changes that accompanied the transformation of ancient wolves into domestic dogs. Here we conduct whole-genome resequencing of dogs and wolves to identify 3.8 million genetic variants used to identify 36 genomic regions that probably represent targets for selection during dog domestication. Nineteen of these regions contain genes important in brain function, eight of which belong to nervous system development pathways and potentially underlie behavioural changes central to dog domestication6. Ten genes with key roles in starch digestion and fat metabolism also show signals of selection. We identify candidate mutations in key genes and provide functional support for an increased starch digestion in dogs relative to wolves. Our results indicate that novel adaptations allowing the early ancestors of modern dogs to thrive on a diet rich in starch, relative to the carnivorous diet of wolves, constituted a crucial step in the early domestication of dogs.

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