2000 จีโนมทั้งหมดของหนู มนุษย์ หนู และชิมแปนซีได้เปิดประตูให้นักพันธุศาสตร์เปรียบเทียบ

ลำดับของพวกมันและเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนาฬิกาเซลลูล่าร์เหล่านี้ช่วยอธิบายว่าทำไมช้างถึงตัวใหญ่กว่าหนู

• บทความอื่น ๆ : balonparty.com

ตอนนี้ ประมาณสองทศวรรษต่อมา นักวิจัยได้รวบรวมและเปรียบเทียบจีโนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 240 ชนิด ซึ่งแสดงให้เห็นว่าฟิลด์นี้มาไกลแค่ไหนแล้ว จากข้อมูลจำนวนมหาศาลนี้ ซึ่งเป็นกลุ่มลำดับพันธุกรรมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ใหญ่ที่สุด พวกเขาได้เรียนรู้เพิ่มเติมว่าเหตุใดสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดจึงรับกลิ่นได้ดีเป็นพิเศษ เหตุใดสัตว์อื่นๆ จึงจำศีล และเหตุใดสัตว์บางชนิดจึงมีสมองที่ใหญ่ขึ้น ความพยายามนี้เรียกว่าโครงการ Zoonomia รายงานการค้นพบเหล่านี้และอื่นๆ ในชุดเอกสาร 11 ฉบับในวารสารScienceเมื่อวันที่ 27 เมษายน1

ข้อมูลดังกล่าวไม่เพียงเน้นย้ำว่าส่วนใดของจีโนมของสัตว์มีความคล้ายคลึงกันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเมื่อช่วงเวลาหลายล้านปี ลำดับพันธุกรรมของพวกมันแยกออกจากกัน “นี่เป็นไปไม่ได้เลยหากไม่มีชุดข้อมูลขนาดนี้มาก่อน” เคธี่ พอลลาร์ด นักวิทยาศาสตร์ข้อมูลแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโก ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการกล่าว

David Haussler ผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์ของสถาบันจีโนมิกส์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ กล่าวว่า การหาลำดับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจำนวนมากถือเป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ “เรามักจะฝันถึงสิ่งนั้นเสมอ” Haussler ช่วยจัดลำดับจีโนมมนุษย์ชุดแรกในช่วงต้นทศวรรษ 2000

การขุดข้อมูลKerstin Lindblad-Toh นักพันธุศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัย Uppsala ในสวีเดนซึ่งเป็นหนึ่งในผู้นำของ Zoonomia กล่าวว่าจีโนมสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชุดแรกที่เผยแพร่เมื่อนานมาแล้วเป็นการเริ่มต้นที่ดี แต่เธอและเพื่อนร่วมงานของเธอตระหนักว่าพวกเขาต้องการจีโนมมากกว่า 200 จีโนมเพื่อให้เห็นภาพที่มีนัยสำคัญทางสถิติว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากพวกเขาต้องการขยายการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ระดับเบสคู่ของดีเอ็นเอเดี่ยว

ดอร์เมาส์จำศีล (Muscardinus avellanarius) นอนขดตัวอยู่ในรัง Sussex สหราชอาณาจักรโครงการ Zoonomia ได้เปิดเผยรายละเอียดใหม่เกี่ยวกับวิธีการที่สัตว์ต่างๆ เช่น ดอร์เมาส์สีน้ำตาลแดง วิวัฒนาการเพื่อจำศีล เครดิต: George McCarthy/NPL

กลุ่มความร่วมมือ Zoonomia ซึ่งมีนักวิทยาศาสตร์มากกว่า 150 คนและทีมวิจัย 30 ทีมจากทั่วโลก เผยแพร่จีโนม 240 รายการสู่สาธารณะเป็นครั้งแรกในปี2020 2 ตั้งแต่นั้นมา นักวิจัยได้ค้นหาความคล้ายคลึงกันระหว่างพวกเขา พวกเขาตั้งสมมติฐานว่าหากบางส่วนของจีโนมมีความคล้ายคลึงกันและคงอยู่เป็นเวลานับสิบล้านปีในแต่ละสปีชีส์ กลุ่มเหล่านี้จะต้องทำหน้าที่สำคัญสำหรับสัตว์เหล่านี้ ในการวิเคราะห์ครั้งหนึ่ง ทีมใช้แนวคิดนี้เพื่อประเมินว่าอย่างน้อย 10.7% ของจีโนมมนุษย์นั้นเหมือนกันกับจีโนมของสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดที่นักวิจัยทำการศึกษา3. พื้นที่ ‘อนุรักษ์’ เหล่านี้ส่วนใหญ่เรียกว่ายีนควบคุมซึ่งปรับเปลี่ยนวิธีการและเวลาที่ยีนอื่น ๆ ถูกถอดความและกลายเป็นโปรตีนในท้ายที่สุด ฟังก์ชันของยีนที่ได้รับการอนุรักษ์ประมาณครึ่งหนึ่งไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน

การวิเคราะห์อื่น ๆ พิจารณาว่าจีโนมแตกต่างกันอย่างไร โดยเน้นว่าลักษณะบางอย่างเช่นการรับรู้กลิ่นมีวิวัฒนาการอย่างไร แต่ยังช่วยชี้นักวิจัยว่ายีนใดมีส่วนทำให้เกิดโรค การศึกษาความสัมพันธ์ของจีโนมทั่วทั้งจีโนม (GWAS) ได้เปรียบเทียบจีโนมมนุษย์นับพันเพื่อระบุสายพันธุ์ที่เชื่อมโยงกับโรค4 แต่การค้นหายีนที่แม่นยำซึ่งไม่ได้เชื่อมโยงกันแต่ทำให้เกิดโรคนั้นพิสูจน์ได้ยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสภาวะที่มียีนที่เกี่ยวข้องหลายล้านตัว การดูว่ายีนเหล่านี้มีวิวัฒนาการอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไปในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิดสามารถช่วยจำกัดการค้นหา “ตามลำดับความสำคัญ” ได้ Lindblad-Toh กล่าว

การใช้ข้อมูล Zoonomia นักวิจัยยังสร้างต้นไม้สายวิวัฒนาการที่ประเมินว่าเมื่อใดที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแต่ละชนิดแยกออกจากบรรพบุรุษของมัน5 การวิเคราะห์นี้สนับสนุนสมมติฐานที่ว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้เริ่มแยกทางวิวัฒนาการก่อนที่โลกจะถูกชนโดยดาวเคราะห์น้อยที่ฆ่าไดโนเสาร์เมื่อประมาณ 65 ล้านปีก่อน แต่หลังจากนั้นพวกมันก็แยกตัวออกไปอย่างรวดเร็วกว่ามาก

จุดเริ่มต้นเท่านั้นโครงการ Zoonomia เป็นเพียงหนึ่งในหลายสิบความพยายามในการจัดลำดับจีโนมของสัตว์ ความพยายามครั้งใหญ่อีกประการหนึ่งคือโครงการ Vertebrate Genomes Project (VGP) ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างจีโนมสำหรับสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีชีวิตทั้งหมด 71,000 สายพันธุ์ ซึ่งรวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สัตว์เลื้อยคลาน ปลา นก และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ แม้ว่าทั้งสองโครงการจะเป็นอิสระจากกัน แต่นักวิจัยหลายคนก็เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามทั้งสองนี้ Haussler ซึ่งเป็นผู้ดูแลของ VGP กล่าว