康奈爾專家在計算生物和分析複雜生物資料的學科方面做了對對羅猴短尾猿的染色體的分析的關鍵攤繳,以這隻恆河猴更著名。
康奈爾研究員是大約 200 位科學家的財團的一部分工作在日記帳科學的 4月 13日問題一個特殊部分報告環球。
羅猴短尾猿 (獼猴屬 mulatta) 生理地類似於人並且用途廣泛在醫學研究,特別地對疫苗測試和,因為艾滋病研究的一個設計。 瞭解其染色體和它如何與那人有所不同承諾提供新的答案到人和其他靈長目的演變并且有醫學研究的重要涵義。(參見下面二個故事)。
在短尾猿染色體在 2005年後排序,另外的科學家,包括康奈爾小組,被吸收分析結果。 醫學 Baylor 學院的理查 Gibbs 監督了整個項目。 工作在康奈爾主要由在亞當 Siepel 和卡洛斯 Bustamante,生物統計數據和計算生物助理教授下的研究小組進行,在安德魯克拉克,分子生物學和遺傳學教授的幫助下。 要分析染色體,包括 29億脫氧核糖核酸基本對,研究員使用一個專用的計算生物字符串在康奈爾原理中心,有 1,234 個並行處理器的一臺巨型計算機。
Siepel 的組學習了發現公用的對人、短尾猿和黑猩猩的基因。 (黑猩猩染色體在 2005年 9月排序。) 他們識別功能部分地至少知道的 10,376 個基因和將顯示的尋找的區別演變如何繼續進行。
「在本文,對此種類的分析前著重人和黑猩猩,并且他們是那麼接近的它不是如有趣」, Siepel 說。 「這隻短尾猿產生能力對更加敏感檢測細微的自然選擇壓的我們」。
通過比較有 25 更改百萬的年的基因 (與人和黑猩猩之間的 6 百萬個年空白比較),研究員如何能瞭解某事關於,并且那些更改為什麼進行了。
隨著時間的推移,在基因的次要變化任意地發生,經常,无需更改氨基酸 -- 蛋白質構件 -- 对哪些基因輸入。 Siepel 的組使用了這些更改,應該在 25 百萬年期間預計多少任意更改指示符。 然後他們查看對不同的氨基酸將編碼,也許導致在功能上的一個變化的更改,并且這些與期望的任意變化率比較。
「氨基酸比您預計更改了更多的地方它是可能的本質回應了若乾環境效果」, Siepel 解釋。 例如,研究員查找了正選擇的多數證據在角質素的一個基因編碼,在頭髮軸的形成介入的蛋白質。 或許人比由於古老氣候變化或某轉移的猴子在夥伴選擇中標準,研究員推測較不長毛的。 似乎為多年來被選擇了的其他基因包括在免疫系統和細胞膜信號系統介入的數。
平均起來,研究員說,在人和黑猩猩染色體的基因在其他靈長目更加迅速地演變比,在調整為任意變化率以後。 并且與嚙齒目動物和狗展示染色體的比較靈長目基因比那些更加迅速地演變在那些動物,分裂這個演變結構樹前。
沒人查找了所有 「大腦子基因」, Bustamante 笑話。 許多生理區別可能由打開和關上其他基因的管理順序控制,他解釋,并且這個研究沒有包括那些順序。
Siepel 的組也分析了在這條染色體的幾個不同的地點被複製的基因。 他們關注叫作是活躍的在癌細胞并且似乎介入在精液的形成的 PRAME 的基因系列 (擇優地表示的抗原黑瘤)。 人有至少 26 個複製。 與鼠標染色體的比較建議有此基因的複製噴射及早在靈長目演變,并且與這隻短尾猿的比較顯示另一噴射複製在人和黑猩猩,與最巨大的複製在人和與正選擇的證據。 這建議,研究員說, PRAME 系列在人類演變扮演重要作用。
Bustamante 的組學習了在短尾猿染色體內的差異 -- 在這個種類內的單個與互相有所不同的方式。 當完全染色體排序這隻短尾猿完成與一個唯一單個的脫氧核糖核酸時,為了差異研究員的研究 Baylor 的也排序一部分的其他 16 隻短尾猿染色體,八從中國和八從印度,和瞄準了染色體的五個地區更加深刻的分析的,排序在好詳細資料的那些地區在 47 個單個。