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中科院昆明动物研究所的张亚平院士37岁的时候成为了中国科学院院士。主要的研究包括在国内较早地、系统地开展动物分子系统学的研究,深入研究灵长类、食肉类、兔形类和啮齿类的进化,在国际上建立了较为全面的熊超科分子系统树等。11月张亚平院士课题组捷报频传,三项研究成果分别发表在PLOS旗下期刊《PLoS Genetics》和《PLOS one》杂志上。
生物通报道 中科院昆明动物研究所的张亚平院士早年毕业于复旦大学生物系,1991年获中国科学院昆明动物研究所博士学位,在他37岁的时候成为了中国科学院院士。主要的研究包括在国内较早地、系统地开展动物分子系统学的研究,深入研究灵长类、食肉类、兔形类和啮齿类的进化,在国际上建立了较为全面的熊超科分子系统树等。11月张亚平院士课题组捷报频传,三项研究成果分别发表在PLOS旗下期刊《PLoS Genetics》和《PLOS one》杂志上。
Wu D-D, Irwin DM, Zhang Y-P (2011) De Novo Origin of Human Protein-Coding Genes. PLoS Genet 7(11): e1002379. doi:10.1371/journal.pgen.1002379
基因的起源在生物界是一个普遍而又不断延续的过程,是生物由简单到复杂演化的基础。新基因产生的机制主要有基因重复、外显子重排、逆转录、基因水平转移、可移动元件、基因断裂融合和从头起源等。其中,从头起源的基因研究甚少,主要是因为人们一直认为此机制发生的可能性很小。它是指基因起源于没有功能的非编码区域DNA。
昆明动物研究所张亚平院士课题组吴东东博士等借助比较基因组学方法,在人类基因组中系统性地挖掘到60个人类特异的从头起源蛋白编码新基因,远远超出之前的研究估计。这些新基因在大脑皮层和睾丸中表达量很高,提示可能已经与其它基因发生相互作用,影响人类一些适应性性状,例如人类大脑的快速进化、认知能力的获得等,提示从头起源可能是促进生物适应性进化的重要机制之一。此项研究结果在PLoS Genetics 在线发表。
PLoS Genetics 杂志当期以Perspective形式评论并强调此项工作的重要性,指出其对进一步认识从头起源的进化方式及人类进化遗传机制的重要启示意义,同时展望了从头起源新基因的研究前景和挑战。
Yu L, Jin W, Zhang X, Wang D, Zheng J-s, et al. (2011) Evidence for Positive Selection on the Leptin Gene in Cetacea and Pinnipedia. PLoS ONE 6(10): e26579. doi:10.1371/journal.pone.0026579
瘦蛋白基因(leptin)在哺乳动物的能量平衡和生殖调控等方面有重要作用。以前对该基因的研究主要集中于它对人类健康,尤其是肥胖症方面。而对该基因所具有的其它可能的新功能却知之甚少。
中国科学院昆明动物研究所张亚平院士课题组和云南大学于黎研究员,博士研究生靳伟等测定了海洋哺乳动物--鲸目代表物种的leptin基因,并结合55条网上已有哺乳动物leptin序列进行研究。研究结果发现在鲸目中的齿鲸亚目祖先枝和食肉目水生鳍脚类中的海豹科祖先枝都发现了正选择作用和正选择位点。而鲸目中的须鲸亚目祖先枝和食肉目中水生鳍脚类中的海狮科祖先枝都没有发现正选择作用。提示leptin基因在海洋哺乳动物的特定类群中,包括须鲸亚目和海豹科物种中产生了新的组织特异性和新功能,如与深水潜水有关的呼吸系统功能适应。此外,我们还对与瘦蛋白结合的瘦蛋白受体(leptin receptor)基因进行了分析,研究结果并没有在鲸目和食肉目鳍脚类中发现正选择。因此leptin和leptin receptor基因之间不存在共进化。这一研究为哺乳动物从陆地到海洋转变过程中的leptin进化和可能具有的新功能提供了重要信息。
Ji Y-Q, Wu D-D, Wu G-S, Wang G-D, Zhang Y-P (2011) Multi-Locus Analysis Reveals A Different Pattern of Genetic Diversity for Mitochondrial and Nuclear DNA between Wild and Domestic Pigs in East Asia. PLoS ONE 6(10): e26416. doi:10.1371/journal.pone.0026416
驯化通常被看作是少数野生个体被人类隔离圈养,经过代代培育而形成家养物种的过程。在这个过程中,由于奠基者效应,可以预期到家养物种的遗传多样性与其野生祖先相比会有所降低,这点已经在大豆、玉米等农作物中被证实,然而我们对家养动物这方面却知之甚少。
在这篇文章中,博士生季吟秋等在张亚平院士的指导下研究了东亚家猪与其野生祖先之间的大规模回交史。这项研究不仅仅揭示了猪在驯化后遗传多样性受到的影响,而且还为以后人工选择方面的研究提供了良好的遗传背景。
作者简介:
张亚平
院士,中共党员,理学博士,研究员,博士生导师。1991年在中科院昆明动物研究所获博士学位,1992-1995年初在美国圣地亚哥动物协会做博士后研究,1995年回国任研究员,现任中国科学院昆明动物研究所所长,中国遗传学会动物遗传专业委员会主任;《Cell Research》、《自然科学进展》、《遗传学报》、《科学通报》、《动物学报》、《生物多样性》、《动物学研究》等刊物编委。
他的研究小组主要从事进化基因组和基因组多样性研究,建立了广泛稳定的国际合作关系。他和合作者对哺乳动物重要类群的演化开展了系统深入的研究,澄清了一些类群系统与演化中的一些重要问题;在建立了东亚人群mtDNA单倍型类群的系统发育关系及基础上,探讨了东亚特别是中华民族的源流和人群的迁移与分化,提出了一些新观点;在我国系统研究了一些濒危动物和主要家养动物的遗传多样性;发现我国南方及周边地区是家养动物驯化的重要区域,证明遗传多样性的贫乏与物种濒危之间没有必然的对应关系;在脊椎动物中首次证明了微进化时间范围DNA进化速度有显著差异的现象,说明使用分子钟时应特别谨慎;深入开展了基因的起源进化和生物适应进化机制的研究,揭示了食物适应的一些遗传机制。1995年回国以来,在《Nature》、《Science》、《PNAS》、《Nature Genetics》、《American Journal of Human Genetics》等国际著名SCI刊物发表了一批论文,他们的论文已被引用约800次。因为在分子进化与遗传多样性方面的重要贡献,2002年荣获在美国颁发的国际大奖"Biodiversity Leadership Awards",成为第一位获此殊荣的亚洲学者。他还先后获得过中国青年科学家奖、中国青年科技奖等奖励。 2001年入选国家创新研究群体。他与美国、日本等国的多个实验室有长期的合作关系,并联合培养研究生。已招收培养了一批博士和硕士研究生。
目前主持在研若干项国家和省部级项目,包括国家自然科学基金委创新研究小组项目"分子进化与进化基因组" (360万),中国科学院重要方向研究项目"动物的种群遗传及其与生态适应的关系" (300万)等重大项目。
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