양과 소부터 기린까지, 게놈 연구를 통해 반추동물의 진화가 밝혀졌습니다

한 연구팀이 반추동물의 게놈에 대한 상세한 연구를 수행하여 반추동물의 진화와 성공에 대한 새로운 통찰력을 제공했습니다.

사슴, 영양, 양, 염소, 소 및 야생 친척을 포함한 반추 동물은 전 세계의 많은 생태계에서 번성해 왔습니다. 크기는 말레이시아의 작은 쥐사슴부터 우뚝 솟은 아프리카 기린까지 다양합니다.

오늘(6월 21일) 사이언스지에 발표된 새로운 연구에는 Kunming Institute of Zoology의 Wen Wang과 Guojie Zhang, 덴마크 코펜하겐 대학의 Rasmus Heller가 주도했으며 UC Davis 진화 및 생태학과의 Harris Lewin 교수도 포함되었습니다. 그리고 게놈 센터.

반추동물은 미국과 세계 농업 시스템의 중요한 부분을 구성합니다. 농장과 목장에는 미국에서만 약 9,500만 마리의 소가 있으며, 양은 약 520만 마리, 염소는 200만 마리가 있습니다.

"전 세계 생태계가 기후 변화의 영향을 보여주기 시작하면서 유전자와 그 변종이 무엇인지 아는 것은 멸종 위기에 처한 반추 동물 종의 보존 노력에 도움이 될 수 있습니다. 또한 기후 변화가 농업에 미치는 영향을 완화하는 데 도움이 되는 자원을 제공할 수도 있습니다. 소 사육과 같은 상품은 더 따뜻하고 건조한 기후에 더 잘 적응할 수 있습니다."라고 Lewin은 말했습니다.

연구팀은 40조 개가 넘는 원시 DNA 서열의 염기쌍을 생성하고 이를 44종의 게놈으로 조립했습니다. 이 데이터를 바탕으로 그들은 반추동물에 대한 새로운 가계도를 만들 수 있었습니다. 즉, 반추동물이 3200만~3900만년 전에 하나의 그룹으로 출현한 이후 가장 초기 가지 중 일부에 가장 큰 사슴(기린)과 가장 작은 사슴(작은 쥐사슴)을 배치하는 것이었습니다.

"이 연구에서 생성된 데이터는 생태학적으로나 경제적으로 중요한 포유류 그룹에 대한 기초적인 게놈 로드맵을 제공합니다"라고 지구상의 모든 진핵생물의 유전 코드를 배열하려는 세계적인 노력인 지구 바이오게놈 프로젝트(Earth BioGenome Project)의 의장이기도 한 Lewin은 말했습니다. 모든 식물, 동물, 원생동물 및 균류를 포함하여 알려진 수백만 종. "이것은 진화가 반추 동물을 어떻게 형성했는지 이해하는 것뿐만 아니라 유전병과 같은 바람직한 특성과 바람직하지 않은 특성의 기초를 이해하는 데에도 엄청난 자원입니다."

모든 반추 동물은 미생물을 사용하여 먹는 식물을 발효시키고 추가로 씹을 수 있는 물질을 가져와 소화를 돕는 특수한 다중 챔버 위를 가지고 있습니다. 이 고도로 전문화된 소화 시스템을 통해 반추 동물은 소화가 불가능한 셀룰로오스가 많이 함유된 식단을 최대한 활용할 수 있습니다.

이 연구는 반추 동물에서 확인된 새로 진화된 295개의 유전자 중 다수가 구획된 위(반추위, 반추위, 위)의 구조 및 기능과 같은 소화 시스템과 관련되어 있음을 보여주었습니다.

연구팀은 또한 뿔과 뿔과 관련된 다수의 유전자를 확인했습니다. 반추 동물은 일반적으로 방어 또는 짝짓기 행동에 역할을 할 수 있는 뿔이나 뿔을 가지고 있습니다.

연구자들은 또한 종 수준에서 진화적 변화를 정확히 찾아낼 수 있었습니다. 가장 키가 큰 육상 동물인 기린은 뚜렷한 키와 체형을 가지고 있는데, 이는 사바나 서식지에 적응한 것으로 보입니다. 연구진은 뼈 발달과 관련된 유전자 366개 중 115개 유전자에 기린 특유의 돌연변이가 있는 것을 발견했다.

반추동물 게놈은 또한 인간이 이들 동물에 미치는 영향에 대한 증거를 담고 있을 수도 있습니다. 연구자들은 과거 인구 규모를 추론하는 방법을 사용했을 때 100,000년에서 50,000년 전 사이에 종의 절반 이상이 대폭 감소했다는 사실을 발견했습니다. 이는 현생 인류가 아프리카를 떠나 전 세계로 퍼졌을 무렵입니다.

연구자들은 연구에서 제시된 게놈 및 전사체 데이터의 공개 컬렉션인 반추 동물 게놈 데이터베이스를 만들었습니다.

이 작업은 중국, 유럽, 미국의 여러 기관과 재단의 지원을 받았습니다. UC Davis 부분은 미국 농무부와 Robert and Rosabel Osborne Endowment의 자금 지원을 받았습니다.