每一种现代哺乳动物，从鸭嘴兽到蓝鲸，都是生活在1.8亿年前的共同祖先的后代。我们对这种动物了解不多，但一个国际研究团队已经通过计算重建了它的基因组组织。这项研究发表在9月30日的《美国国家科学院院刊》上。

“我们的研究结果对理解哺乳动物的进化和保护工作具有重要意义，”加州大学戴维斯分校(University of California, Davis)进化和生态学杰出教授、论文的资深作者哈里斯·卢因(Harris Lewin)说。

研究人员提取了来自32个现存物种的高质量基因组序列，代表了26个已知哺乳动物目中的23个。它们包括人类和黑猩猩、袋熊和兔子、海牛、家养牛、犀牛、蝙蝠和穿山甲。该分析还将鸡和扬子鳄的基因组作为对比组。其中一些基因组是作为地球生物基因组计划和其他大规模生物多样性基因组测序工作的一部分产生的。Lewin是地球生物基因组计划工作组的主席。

该研究的第一作者、加州大学戴维斯基因组中心的博士后研究员琼娜·达玛斯说，重建表明，哺乳动物的祖先有19条常染色体，这条染色体控制着有机体在性链接染色体控制之外的特征的遗传，(这些染色体在大多数细胞中成对，总共38条)加上两条性染色体。该团队在所有32个基因组中确定了1215个基因块，这些基因块始终以相同的顺序出现在同一条染色体上。Damas说，所有哺乳动物基因组的这些组成部分含有对发育正常胚胎至关重要的基因。

染色体稳定超过3亿年

研究人员在哺乳动物祖先身上发现了9条完整的染色体或染色体片段，它们的基因顺序与现代鸟类的染色体相同。

Lewin说:“这一非凡的发现表明，在超过3.2亿年的进化时间框架中，染色体上基因的顺序和方向的进化稳定性。”

相比之下，这些保守块之间的区域包含更多的重复序列，更容易发生断裂、重排和序列重复，这是基因组进化的主要驱动因素。

“祖先基因组的重建对于解释基因组的选择压力在哪里以及为什么会发生变化至关重要。这项研究在染色质结构、基因调控和连锁保护之间建立了明确的关系，”德克萨斯农工大学的威廉·墨菲教授说，他不是这篇论文的作者。“这为评估自然选择在哺乳动物生命树染色体进化中的作用提供了基础。”

研究人员能够从共同的祖先沿着时间向前追踪祖先染色体。他们发现，染色体重排的速度在哺乳动物谱系之间有所不同。例如，在反刍动物谱系(导致了现代牛、羊和鹿)中，6600万年前，当小行星撞击灭绝了恐龙并导致哺乳动物的崛起时，它们的重新排列加速了。

作者说，这些结果将有助于理解在过去1.8亿年里，哺乳动物在不断变化的地球上繁荣发展的适应背后的基因。

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Evolution of the ancestral mammalian karyotype and syntenic regions