昆明动物研究所灵长类研究领域取得阶段性突破

6月2日，《科学》以研究专刊形式在线发表8篇论文、《科学进展》在线发表2篇论文，集中报道了我国科学家发起并主导的灵长类基因组计划取得的阶段性突破。该计划由中国科学院昆明动物研究所和浙江大学生命演化研究中心共同牵头。 

该专刊涵盖了灵长类研究的多个热点领域，厘清了灵长类动物的系统发育关系；揭示了灵长类动物的基因组多样性特征和演化历史；解析了灵长类动物大脑、体型、骨骼、感官、食性等复杂性状演化的遗传基础；发现了寒冷促进亚洲叶猴复杂社会系统演化的遗传机制；首次发现灵长类动物杂交成种事件；构建了人类疾病基因在非人灵长类基因组中的变异图谱，并推测人类疾病基因突变的潜在功能等。这些发现，对灵长类动物多样性保护，遗传资源的开发和利用具有重要指导意义，也为人类特殊性状的起源、发育以及疾病医学研究提供了重要遗传学材料和候选分子靶标。

“灵长类基因组计划发起于2018年，并扩展建立了国际灵长类研究联盟。这次我们一共投出12篇论文，其中10篇论文能凑到一起刊发，实属不易！”该计划发起人之一、昆明动物所研究员吴东东说。

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“英国有‘达尔文生命之树项目’，美国有‘哺乳动物基因组项目’，从国家战略角度来看，收集物种基因组资源具有重要意义。”灵长类基因组计划另一位发起人、浙江大学生命演化研究中心教授张国捷坦言，“这就像谁先产生了大量数据，谁就拥有了一个‘矿藏’，也就有了挖掘这些数据的优先权和主导权。” 已有研究显示，灵长目是哺乳动物中种类最丰富的类群之一，包括16科82属520余种，仅次于翼手目和啮齿目，目前依然有新物种不断被发现。 科学家为什么要研究灵长类动物？吴东东解释，灵长类的演化经历了6500多万年，从独居的夜行性祖先到今天高度发达的人类社会，发生了诸多变化。此外，部分灵长类也是研究人类起源和演化、疾病发生机理、烈性传染病传播和疫苗研发的天然动物模型。 “由于人类活动的影响，灵长类物种的丰富度和群体数量正遭受前所未有的严峻挑战，而目前覆盖绝大多数灵长类动物支系的比较基因组学研究仍然存在相当大的缺口。”吴东东表示，这些研究有望揭示人类特异表型变异和灵长类谱系间多样性阶梯式改变的演化规律，尤其是那些位于灵长类系统发育树基部的类群缺乏系统性的比较研究。 

与此同时，随着研究的深入，研究团队意识到，传统的社会生态模型遇到了很大的瓶颈。吴东东举例说：“我们很难解释，为什么生活在同一环境中的同域物种却表现出不同的社会系统结构。” 尽管最新的研究发现，灵长类动物的社会演化受系统发育信号的影响，即遗传自一个共同祖先，并随着物种分化而逐步演化，这意味着动物社会系统的演化有遗传学基础，“但是人们对灵长类社会系统多样性的基因组机制知之甚少”。 为了填补上述研究缺口和开展灵长类动物多样性保护研究，昆明动物所牵头的灵长类基因组计划吸引了国内外多家研究单位加入。 

吴东东介绍，研究团队新产生了来自11个科26个属27个灵长类物种的高质量参考基因组，同时整合另外已公布23个物种的参考基因组，开展了迄今为止规模最大、物种最全的灵长类比较基因组学研究。 “我们首次在猕猴类群中发现杂交成种事件，这项研究成果发表于《科学进展》。”张国捷说。 事实上，在灵长类演化历史进程中，杂交成种事件不止一次发生。吴东东团队与云南大学研究员于黎团队等合作在《科学》上报道了灵长类的另一个类群——仰鼻猴属，也存在古老的杂交成种事件，即黔金丝猴是由川金丝猴与怒江金丝猴的祖先杂交而来，而川金丝猴本身也是一个杂交物种。 

吴东东表示，这些研究从不同的视角和领域揭示了灵长类动物的演化历史和规律，它们对灵长类动物资源的合理开发、利用和整合以及物种多样性保护和生命医学研究具有重要意义。

“虽然我们有数据，但数据里有用的信息需要深入挖掘和分析，这就需要大量的算力，我们为此调用了全国多个超算资源。”吴东东透露，目前的研究仅涵盖了10%的灵长类物种，物种的样品来源仍然面临很大挑战，因为这些物种分布在全球各地。 研究团队基于基因组数据推演了灵长类动物群体历史，发现大多数灵长类动物群体数量在晚更新世发生快速锐减，暗示长时程的气候变迁对灵长类动物群体结构产生重要影响.也发现某些灵长类物种在过去的3个百万年期间群体大小持续下降，这些物种中高比率是濒危种，提示该集合中那些非濒危物种可能也是将来急需保护的对象。 灵长类基因组计划相关研究工作得到了中国科学院、国家自然科学基金委员会、云南省科技厅、昆明动物研究所等单位的资助和支持。 

昆明日报全媒体记者：罗昆娅

责编：毕群

编审：沙兰梅

终审：周健军