王文研究組連發Science，Nature子刊文章解析基因組

　　在“973”項目的支持下，中國科學院昆明動物研究所研究員王文領導的團隊繼2013年解析山羊基因組揭示羊絨生長的基因基礎之后，近日再次攜手華大基因研究院、澳大利亞聯邦科學與工業研究組織等國內外機構“破譯”了綿羊基因組。至此，所有重要家畜動物的基因組密碼全部告破。

　　山羊和綿羊是反芻動物的典型代表動物，而瘤胃是反芻動物獨有的消化器官。科學家們首次觀測到兩種在反芻動物中發生特異蛋白結構改變，且僅在瘤胃中特異高表達的結構蛋白。一種是首次報道和命名的毛透明蛋白類似蛋白，另外一種是小脯氨酸豐富蛋白II家族。它們發揮瘤胃表面基板的作用，通過轉谷氨酰胺酶介導交聯瘤胃表達的角蛋白，從而構成瘤胃壁粘膜層的堅韌的角質化表面。與消化吸收密切聯系的是代謝。

　　 研究發現除了肝臟，反芻動物的皮膚也是重要的脂類代謝器官。綿羊毛囊的皮脂腺分泌、附著在羊毛的羊毛脂占羊毛重量的10-25％。

　　 有意思的是，兩個重要脂肪代謝的基因，單酰甘油-O-酰基轉移酶MOGAT2和MOGAT3基因，在反芻動物早期以及隨后在綿羊中進化出了新的重復基因，在綿羊皮膚中這些基因高度表達。

　　 而人體中MOGAT3酶是小腸粘膜細胞通過甘油一酯途徑合成脂肪的關鍵限速酶，也是重要的肝酶，從未發現在皮膚中表達。在綿羊中MOGAT2、3基因僅在皮膚中高表達，提示甘油三脂分解生成羊毛脂所產生的甘油一脂，可在皮膚中直接被回收重新生成甘油三脂，這樣就增加了綿羊皮膚中回收甘油骨架的代謝合成效率。這種新基因重復事件也在溶菌酶基因和妊娠糖蛋白基因家族中反復上演。說明新基因的產生對反芻動物和綿羊的特殊生物學性狀進化作出了重要貢獻。

　　中國是世界上最大的養羊大國。目前中國綿羊、山羊總存欄數約三億只，每年進口約26萬噸羊肉，占世界羊肉總貿易的20%。但山羊、綿羊基因組解析一直滯后于牛和豬等家畜，嚴重阻礙了山羊、綿羊的遺傳育種和科學研究工作。有鑒于此，2009年王文研究員與華大基因研究院一道發起了山羊、綿羊基因組解析工作，隨后跟多個國內外研究機構一道，破譯了山羊和綿羊的基因組，不僅解析了這兩種小型反芻家養動物的一些生物學特性謎題，也為推動山羊、綿羊經濟性狀基因的鑒定和新品種的基因組輔助高效育種奠定了重要的基礎。

　　山羊基因組工作的第一作者是王文實驗室的前博士研究生董揚博士，成果2013年發表在Nature Biotechnology上；綿羊基因組工作的第一作者是王文實驗室的前博士研究生姜雨博士，成果于近日發表在美國Science雜志上。