喜报:我院伍少远教授在《美国科学院学报》(PNAS)发表学术论文
发布人: 王景明 发布时间: 2017-08-16 访问次数: 17

近日,我院江苏省系统发育与比较基因组学重点实验室主任伍少远教授领导的研究团队在哺乳动物演化研究领域取得重要进展。相关研究结果以“Genomicevidence reveals a radiation of placental mammals uninterrupted by the KPgboundary (《基因组证据揭示有胎盘类哺乳动物的演化辐射未受KPg界限影响》)”为题于2017年8月14日在国际顶级学术期刊《美国科学院学报》(PNAS),以我校为论文第一及通讯作者单位,以长文的形式(PNAS Plus)在线发表。

分子钟模型是“生命之树”研究中估算不同生物类群间相对准确演化时间的主要手段,通过计算不同物种之间DNA或蛋白质序列的突变速率并基于特定的数学模型来估算物种之间的起源和演化时间。但长久以来,分子种方法对生命之树中包括哺乳动物在内的很多重要类群演化时间的推算结果之间相互冲突,且同时与化石记录也有冲突。由于化石记录具有不完整性,一般难以界定物种的准确演化时间,因此,如何解决不同分子钟研究结果之间及其与化石证据之间的冲突是长久以来困扰国际演化生物学界的一个重大学术难题。在本项研究中,研究人员以具有代表性的哺乳动物作为模式类群,对90个物种进行了大规模基因组取样,共获得4388个编码基因序列(CDS)。通过创新性的设计一系列灵敏度分析,研究人员得以首次通过大数据解析出不同参数、模型、方法和数据本身对分子钟模型的影响。结果表明,对任一给定数据集的不同处理方式可以对哺乳动物演化时间估算产生严重偏差和影响,使得同一数据集可以支持国际学术界关于哺乳动物起源与演化辐射的不同假说。这一结果首次用实证数据模拟出了长久以来国际上不同分子钟研究结果之间相互冲突这一现象,表明对数据集和分子钟方法与模型的不当应用与处理是不同分子钟研究结果之间相互冲突的主要原因。通过综合应用似然比统计检验和计算机模拟分析,研究人员得以找到解决这一难题的最佳途径,表明长期以来分子钟研究结果之间及其与化石记录之间的冲突可以通过优化分子钟模型、参数和数据集分割方式来得到解决。这项新研究结果不支持目前国际上关于有胎盘类哺乳动物起源与分化的三个既定假说中的任何一个,即“爆炸假说”,“长合假说”和“短合假说”。根据研究结果,研究人员提出了一个新的“跨KPg界限连续起源假说”,认为发生在大约六千六百万年(KPg界限)前的生物大绝灭事件对有胎盘类哺乳动物的起源与演化辐射几乎没有影响。现代有胎盘类哺乳动物的20个目级分类单元的起源从大约七千五百万年前的晚白垩纪开始,完成于大约五千五百万年前的始新世早期,中间经历KPg生物大灭绝事件,但未受该事件的明显影响。这一研究结果为应用大规模基因组数据和分子钟方法解决长期以来生命之树中的各主要类群演化时间的争议提供新的技术途径。

伍少远,教授,哈佛大学博士,江苏省系统发育与比较基因组学重点实验室主任,江苏省高等学校优秀科技创新团队带头人。主要研究方向为生物信息与比较基因组学,包括应用海量基因组数据的系统发育分析与进化建模,肿瘤的进化生物学研究等。近五年在PNAS、Evolution 、Nature等国际一流学术期刊发表论文11篇,论文总引用次数504次,其中单篇最高引用235次(根据2017年8月GoogleScholar 检索)。担任Molecular Biology and Evolution, Bioinformatics,Journal of Heredity, Scientific Reports, PLoS One 等国际学术期刊审稿人。

本项研究获得了国家自然科学基金(31470111)、江苏省优势学科等资助。


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