讲师：刘畅博士

单位：西北工业大学生态环境学院

报告题目：长颈鹿基因组进化及其高血压耐受机制研

1. 请问老师，如果研究对象的基因在模式动物中不存在，同时所研究的物种又没有很好的基因编辑工具，此时有什么好的解决办法吗？    

答：像我们这个长颈鹿的研究，选择小鼠为研究对象，是因为小鼠有很成熟的基因编辑技术以及表型检测结果。那如果不是一个模式动物的话确实挺难的。我们这个研究没有选择与长颈鹿相近的羊、牛或者其他反刍动物，就是考虑要选择一个模式动物，有利于后期的一些表型检测，节省一些时间。

2. 谢谢老师的分享，我有个地方不大明白，染色体几次融合几次分裂这个结果具体是怎么得出来呀？仅仅通过mcmcscan或者JCVI共线性分析可以得出“几次”这样的结果吗？

答：我们是通过4个反刍动物的染色体版本的基因组，通过软件构建了这个反刍动物的祖先染色体核型（2n=60）。我们这个研究用了长颈鹿、霍加狓、牛、山羊这四个染色体的基因组来构建了一个祖先染色体核型。基于这个祖先染色体核型，然后用这个软件来得出它是几次分裂几次融合。不仅仅是共线性分析 。

3. 请问老师，小鼠颈长不变，不是只能直接说明FGFRL基因不是小鼠的主效基因吗？如何推断到长颈鹿的？

答：首先介绍一下基因编辑实验，我们为了研究这些基因到底对长颈鹿的颈椎还有心血管系统的发育是否有重要作用，但我们很难直接对长颈鹿进行研究，不得不借助相关的模式物种，还有一些近元物种。但是选择牛、羊有很大难度，所以我们选择小鼠。如我之前所说，小鼠有成熟的基因编辑模型以及表型检测手段。确实存在你说的这个问题，但是我们也不能确定它是否一定不能导致长颈鹿的颈椎伸长。在长颈鹿的生理条件是，是不是也就有可能参与了它的颈椎伸长，我们不能下结论。通过我们的这个实验结果看，至少没有直接导致长颈鹿的颈椎伸长。

4. 是否在小鼠中研究这写基因不合适？因为他们之间的进化距离有些远，很多方面差异过大。最好是在鹿范畴内研究基因功能应该更有说服力。

答：是的。我们在做基因编辑实验时确实考虑到这个问题，小鼠和长颈鹿的骨骼系统这个环境，体型差异非常大。我们在做基因编辑实验很担心这个风险。刚开始实验的时候，得出来的主要也都是阴性的结果。我们也觉得是不是两者生理差异太大了。这个物种模型肯定是选择离它越近的物种越好，但是繁育的话时间太长，我们做了基因编辑之后，还要把它繁育成纯合子，再来检测它的血压之类的，会比较有难度。

5. 老师您好，请问祖先染色体构建需要哪些数据才能完成？必须要祖先物种的染色体数目吗？谢谢解答。

答：需要染色体版本的基因组，需要祖先物种染色体大致的数目。

6. 老师您好，听了您的报告和看了您的文章后，发现文章提到在人类和小鼠中，FGFRL1改变可引起心血管和骨骼缺陷，表明了FGFRL1突变或可解释长颈鹿的心血管系统和骨骼系统等的适应性；但是在使用基因编辑小鼠进一步发现，FGFRL1突变未显示出心脏缺陷、心率变化和血压变化的迹象；请问怎么解释此现象呢？这个结果对其他反刍动物又有什么参考性吗？

答：已有的研究表明，至少在小鼠中的研究发现，FGFRL1基因参与了哺乳动物的心血管和骨骼发育。这个结果是是将小鼠的这个基因直接敲掉，没了这个基因，发现它的心脏结构和骨骼发育有一定的缺陷，说明这个基因确实是参与了发育过程的。那么我们这个小鼠基因编辑中发现它不影响寄出的骨骼结构以及心血管结构呢，就是因为我们是只是将小鼠的FGFRL1基因上的7个位点替换成了长颈鹿的7个特异氨基酸。只替换7个位点是没有改变小鼠基础的表型，这和之前的研究是不一样的。

7. 基因busco的值比蛋白busco评价值低，这两个值有啥高低规律吗？我们做的一般都是蛋白busco评价值低。

答：蛋白busco评价值低说明注释也有一定的问题，需要再完善。按理说，基因要跟基组因的评估值差不多，或者要稍微高一点会更合适。一般低的话也不会低太多。

8. 老师您好，想请教一下，正选择和快速进化基因的分析部分，如何判定哪些基因是快速进化基因呢，需要设定阈值吗？感谢回答。

答：我们这两个是用的PAML里面不同的模型，正选择用的是PAML branch-site model分析的，快进化用的PAML branch model的分析结果。当时我们都截取了P<0.05。

9. 祖先染色体的数目是如何确定的？

答：我们这个研究里面是基于之前有牛、羊类的反刍动物研究已确定，反刍动物的祖先染色体和形式（2n=58-60）,这是之前的研究已经确定的。

10. 关于CNE区域的概念、界定、、意义能做一下解释吗？

答：CNE指的是Conserved（保守的） non-coding（非编码的） element，保守的非编码的区域。这些区间的研究意义是，基因组学研究中只有小部分是编码区，而大部分是一个非编码区，但不代表它没有重要的功能。我们近期的一些研究已经表明，非编码区域对于发育、疾病等都有重要影响。对于非编码区，不同物种之间差异比较大可能是这些区间不保守，在进化上下允许发生这么大的变化。既然在进化过程中保守，说明可能在进化上发挥一些作用，比如对骨骼发育、心血管系统发育等是有功能的，所以我们关注一些保守的非编码区域，是否长颈鹿有一些快速的变化，跟其他反刍动物物种差异比较大。