计算机程序重建古代哺乳动物祖先的 DNA

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在《侏罗纪公园》中,雄心勃勃的科学家们利用古代 DNA 重建了恐龙。 由于使用当前技术无法可靠地回收超过约 50,000 年的遗传物质,因此这个故事完全属于科幻领域。 但新的研究表明,科学家可能很快就能使用计算机实现次佳方案:组装出 8000 多万年前所有胎盘哺乳动物共同祖先的完整基因图谱。

加州大学圣克鲁兹分校霍华德·休斯医学研究所的研究员 David Haussler 和他的同事编写了计算机软件,以模拟不同哺乳动物谱系中 DNA 的进化。 他们首先向其输入了关于多种物种基因组中称为 CFTR 基因座的部分的信息,包括猪、马、猫、狗、蝙蝠、小鼠、兔子、大猩猩、黑猩猩和人类。 然后,该程序寻找单个核苷酸以及插入或删除的 DNA 序列的变化。 最终,他们重建了所有胎盘哺乳动物之母的 CFTR 基因座。 通过一遍又一遍地运行该程序,该团队能够测试 DNA 重建的准确性,并确定其准确率约为 98%。 与最初未使用的物种(如负鼠)的遗传信息的比较证实了高准确率。“以前人们认为我们永远无法真正知道我们的祖先在基因层面上是什么样子的,但现在看来我们将能够知道了,”康奈尔大学的 Rasmus Nielsen 评论道。“既然我们知道这是可能的,我认为我们会看到更多尝试这样做。”

重建共同祖先(一种小型、毛茸茸的夜行动物)的整个基因组将需要来自更多动物的完整遗传信息。 目前,已有五种哺乳动物的近乎完整的基因组,Haussler 预测,大约需要 20 种才能进行准确的完整重建。“我们将能够追踪过去 7500 万年我们基因组的分子进化,”他说。“这是一种非常令人兴奋的思考我们起源的新方式,一种基于 DNA 的考古学,以了解我们是如何形成的。”

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