研究人员开发了从基因上比较数百种动物物种的新方法

由于技术的巨大进步，生物的遗传物质现在可以快速测序。对基因组的比较，无论是密切相关的还是完全不同的物种，都揭示了特别有趣的发现。通过这种方式，可以获得有关系统发育关系，特征形成或适应能力的信息。

然而，比较基因组数据带来了棘手的技术挑战。为了简化分析过程，由Hessian LOEWE罗意威转化生物多样性基因组学中心(TBG)的Michael Hiller教授领导的科学家团队开发了一种新方法，并在《科学》杂志上进行了介绍。

在比较不同生物体的基因组时，科学知识是通过两步过程获得的：首先，必须定位各个物种基因组中的单个基因。这个过程称为基因注释。然后，为了进行比较，第二步是确定两个生物体中的哪些基因相互对应;这种相应的基因称为直系同源物。这两个步骤在技术上都要求很高，并且难以从要比较的基因组数据中获得新信息。

新的计算方法TOGA简化了此类分析，并同时解决了这两个挑战。首字母缩略词代表“从基因组比对推断直系同源物的工具”。为了确定直系同源基因，研究人员利用这样一个事实，即编码蛋白质的基因部分通常比其他基因的编码部分更相似。TOGA方法将这种相似性原理扩展到基因的整个基因组背景。

“我们有近乎完整的基因组，所以我们不妨利用它们，而不是只关注蛋白质编码部分。通过比较不同生物体的全基因组并使用机器学习，我们可以非常准确地确定直系同源基因，“研究负责人Michael Hiller解释说，他是LOEWE罗意威中心TBG和Senckenberg自然研究学会的比较基因组学教授，他在德累斯顿马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所启动了该项目。

该研究表明，其他哺乳动物基因组中的直系同源基因仅使用人类或小鼠的已知基因即可准确定位。同样，来自鸡的已知基因可用于定位其他鸟类基因组中的直系同源基因。

“这使我们能够将TOGA应用于数百个其他物种的基因组。通过注释和确定500多个哺乳动物和500个鸟类基因组的直系同源基因，我们为这些脊椎动物群体提供了迄今为止最大的跨物种基因资源。这些资源有助于确定物种的系统发育，并将基因的变化与性状的变化联系起来，“希勒补充道。

除了希勒的团队之外，这项研究还涉及Zoonomia Consortium的科学家，这是一个国际研究者联盟，研究哺乳动物共同和特殊性状的基因组基础。该联盟的目的是利用比较基因组学的可能性作为人类医学和保护生物多样性的工具。

作为Zoonomia Consortium的一部分，Hiller和其他Senckenberg研究人员还参与了“数百种胎盘哺乳动物的进化约束和创新”研究，该研究发表在同一期《科学》杂志上，调查哺乳动物基因组的进化。

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