新華報業(yè)網(wǎng)訊北極有北極熊，南極有企鵝，一條長長的赤道讓這兩種極地嗜冷動物永遠無法相見，而青藏高原極為嚴(yán)苛的高海拔、惡劣的自然環(huán)境，又賦予了藏羚羊抗缺氧、耐高寒、擅奔跑的特點。這些生物是如何在惡劣的極地環(huán)境下存活下來的，它們的基因中到底隱藏著怎樣的“極限秘密”，全球變暖的環(huán)境下，它們的基因天書是否發(fā)生了改變？
這些秘密都有望揭開，近日，華大基因研究院聯(lián)合國內(nèi)外多家研究機構(gòu)，宣布啟動“世界三極”動物基因組研究項目。專家將針對包括企鵝、北極熊和藏羚羊等三種分別生長于南、北極和高海拔嚴(yán)酷環(huán)境下的動物，分別展開基因組測序、生物信息分析及研究工作，破譯這三種極地生物的基因無字天書，解讀它們的生命進程。
背景
變暖影響極地動物生存
華大基因研究院的張勇博士告訴記者，看似原始的極地環(huán)境，那里的生物也開始受到全球變暖趨勢的威脅，它們影響著南北兩極和青藏高原的生態(tài)系統(tǒng)，影響著這些極地生物的生存環(huán)境。
記者了解到，此前由多國科學(xué)家聯(lián)合進行的針對極地海域動物種群的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，全球變暖已經(jīng)改變了極地動物的分布，比如，在部分北極海域甲殼類生物中，小型的橈足類生物越來越多，稍大點的同類物種則越來越少，這一變化可能也與全球變暖有關(guān)。而這些個別物種的變化可能會影響全球食物供應(yīng)系統(tǒng)。
張勇博士告訴記者，此次中外科學(xué)家啟動世界三極動物基因組研究正是在全球變暖的大背景下展開的，為的是更好地還原三極動物在各自極端條件下為適應(yīng)生存所發(fā)生的進化選擇事件和特點。
選擇
極地動物測序主角確定
極地環(huán)境中，眾多的動物群體中，什么動物將會最先擁有自己的完整的基因圖譜？張勇告訴記者，目前世界三極的動物基因測序的主角已定，分別是企鵝、北極熊和藏羚羊，它們是極地最具代表性的動物。
據(jù)介紹，企鵝經(jīng)歷了地球上多次氣候變暖，企鵝從未進行大規(guī)模遷徙，物種進化速率緩慢。北極熊是世界上最大的陸地食肉動物，由于全球氣候變暖，目前整個北極地區(qū)北極熊的數(shù)量已銳減至約2萬-2.5萬頭。藏羚羊是我國青藏高原特有的物種，棲息在海拔3500～5500米的高寒草甸和荒漠中。
記者了解到，目前，計劃前期對北極熊、企鵝及藏羚羊的樣本采集工作已完成。其中，他們還特別留心地采集了這三種動物多個不同品種的樣本，以便在下一步基因測序工作中挑選最為適宜的研究對象。
研究
“無字天書”這樣破譯
世界三極動物的如同天書似的基因圖譜如何破譯？張勇博士告訴記者，這次的基因測序和大熊貓基圖譜的繪制大致相同，將采用新一代測序技術(shù)完成其全基因組序列圖譜的構(gòu)建，在東南大學(xué)的無錫生物芯片就有這樣的破譯基因圖譜的先進設(shè)備，它可以將過去十幾年完成的測序工作縮短到1個月至2個月。
在基因測序前，專家們先將極地動物的血液保存在試管里，溶解在化學(xué)試劑中，然而送往各個分工單位進行前期的大熊貓基因組DNA序列的檢測，基因測序產(chǎn)生出來密密麻麻的數(shù)據(jù)點，然后利用機器來將這一本“天書”破譯出來。
張勇博士說，三極動物的基因測序的整個過程和首張熊貓基因圖譜相似，但是工作量更大。據(jù)了解，目前一臺測序機器，三天左右可以測出一個基因組的長度，然后專家們再將這些基因組對此“拼接”成完整的圖譜，從而完成對于三極動物的生命解讀。
揭謎
變暖后極地動物如何改變
張勇博士告訴記者，這次極地動物的基因測序，將解讀這些極地動物的全部遺傳信息，還要探索其作為一個物種進化能力和適應(yīng)嚴(yán)酷環(huán)境的基因組基礎(chǔ)，它不僅將填補此類動物的基因組的研究空白，而且還將會從這個層面上為極端環(huán)境下的物種保護，以及氣候的監(jiān)控提供依據(jù)。
這好比過去科學(xué)家只能通過觀察極地動物的行為和少量的基因片斷來了解這三種極地動物，而即將完成的極地動物的全基因圖譜，就好似建立了一個權(quán)威的北極熊、企鵝和藏羚羊的圖書館，專家們將對它們的每一個基因序列標(biāo)上號，在圖譜館里整齊擺放，并且建成一個共享資料。根據(jù)目前的測序和生物信息分析研究進展，張勇說，全球三極動物的基因圖譜將會在今年年底完成。【進入氣候變化頻道】
