Dog10K揭秘：从基因看小狗品种的多样性

Dog10K揭秘：从基因看小狗品种的多样性

2016年，由中国科学院发起的Dog10K项目正式启动，这是一个全球性的犬类基因组测序计划，旨在通过测序10,000个犬类基因组，揭示犬类品种多样性的遗传基础。这个雄心勃勃的项目不仅吸引了来自9个国家、18个研究机构的科学家参与，更开启了人类理解犬类遗传奥秘的新篇章。

犬类（Canis lupus familiaris）是最早与人类建立驯化关系的物种，它们不仅伴随人类迁徙和文明发展，还展现出令人惊叹的表型和行为多样性。这种多样性既源于人工选择，也受到自然选择的影响。更重要的是，犬类与人类共享许多进化轨迹，包括心脏病、神经系统疾病、糖尿病和癌症等常见疾病。因此，研究犬类基因组不仅能够帮助我们理解犬类本身的遗传特征，还能为人类健康研究提供重要线索。

Dog10K项目计划在5年内完成10,000个犬类和野生犬科动物的全基因组测序。项目团队精心选择了2,075个样本，涵盖各种不同形态、历史和行为的犬种。这些样本经过严格的质量控制，最终对1,987个样本进行了主要的SNV（单核苷酸变异）和小indel（插入/缺失）变异检测。

为了确保数据的准确性和完整性，项目团队采用了多种先进的测序技术。每个基因组的测序深度达到至少20倍覆盖，以最小化错误率。此外，项目还使用了太平洋生物科学公司的长读长测序（PacBio）、细菌人工染色体末端测序（BAC-end sequencing）和光学图谱（Bionano Saphyr）等技术，对犬类和野生犬科动物进行从头基因组组装。

研究团队在54个多代家庭的43个不同犬种中鉴定了8,312个高质量的DNM（新生突变）。这些突变数据对于理解犬类遗传变异的来源和进化过程具有重要意义。

更令人惊讶的是，研究发现在每个品种的狗中都存在大约300万个单核苷酸多态性（SNP）差异。这些基因差异不仅解释了柯基、金毛、吉娃娃、拉布拉多等品种之间的显著区别，还展示了犬类中逆基因的数量之多出乎意料。

为了进一步理解犬类大脑和免疫系统的遗传机制，研究团队还进行了单细胞RNA测序。他们获得了5个月大比格犬海马体的单细胞核测序数据，识别出8种细胞类型。同时，从患有骨肉瘤的犬类中分离出循环白细胞，鉴定了46个独特的细胞簇，涵盖了主要的免疫细胞类型。

Dog10K项目生成的基因组目录将包含全面的高密度基因组数据，包括单核苷酸变异（SNVs）、结构变异（SVs）、拷贝数变异（CNVs）和移动元件插入（MEIs）。这些数据不仅能够帮助科学家更好地理解野生和家养犬科动物的生物学特征、疾病易感性和进化过程，还为研究人类和犬类的共同健康问题提供了新的视角。

例如，通过比较不同年龄犬类的基因表达数据，研究团队发现犬类和人类在衰老过程中存在相似的基因表达模式。这一发现为进一步研究衰老机制和相关疾病提供了新的线索。

此外，项目团队还计划创建新的参考基因组，不仅包括现有的拳师犬参考基因组，还将涵盖其他犬科动物。这些参考基因组将为未来的遗传学研究提供更准确的比较基础。

Dog10K项目通过大规模的犬类DNA数据库，正在逐步揭示犬类品种多样性的遗传密码。这些发现不仅加深了我们对犬类遗传特征的理解，还为研究犬类常见疾病如癌症等提供了新的思路。随着研究的深入，我们有理由相信，Dog10K项目将为犬类和人类的健康研究带来更多的突破和进展。