近日，中国科学院昆明动物研究所牵头发起的灵长类基因组计划目前取得阶段性重大突破。灵长类遗传资源不仅有助于灵长类动物本身的保护和开发利用，也对人类表型和疾病研究具有极大的参考价值。6月7日，“灵长类基因组计划”首席科学家、中国科学院昆明动物研究所研究员吴东东做客长江日报《面谈》现场，分享这项研究的进展和意义。

海报：张莉

灵长类基因组计划已开展5年

产生约10%的灵长类动物全基因组序列数据

记者：灵长类基因组计划是怎样的一个研究计划？

吴东东：简单来说，灵长类基因组计划是为了采集全球大概520多种灵长类动物的基因组信息。

记者：为什么要做灵长类基因组的研究？对于人类来说，它的意义在哪里？

吴东东：我们做灵长类基因组研究是因为它的重要性。第一，所有灵长类动物都是保护动物，比如常见的长臂猿、金丝猴等，都是保护生物学里的物种。第二，灵长类动物是人类的近亲，人类其实也是属于灵长类，所以研究灵长类动物可以理解为我们研究人类自身的一些性状，比如我们发达的大脑。我们可以去通过研究人类的近亲，来探究人类自身的一些功能。第三，部分灵长类动物是非常重要的实验动物模型，比如说常见的猕猴等，这些实验动物是连接基础研究和临床应用的一个关键桥梁，很多像疫苗研制、药物开发都离不开这些灵长类动物。对于人类来说，灵长类动物研究的很多基础数据是非常匮乏的，尤其像遗传数据基因组信息是非常少的，所以我们要做灵长类基因组研究。

记者：灵长类基因组计划是从什么时候开始的？进行了多久？

吴东东：2018年，我们跟国内外很多科学家一起开展了这个计划。到目前，进行了5年多。现在这个计划仍然在进行中。在未来的几年中，我们希望所有灵长类的基因组信息都能得以解析。

记者：目前，我们取得了哪些进展和成果？

吴东东：目前，大概产生了不到10%的灵长类动物的全基因组序列数据。基于这些数据，我们开展了大量的大数据分析和挖掘工作，发现了一些有意思的地方。比如，我们发现了很多跟我们大脑功能相关的一些基因，比如说食性、毛色进化的一些相关基因。我们在保护生物学方面，也发现了一些有意思的地方。

研究核心是基因组的数据解析和挖掘

对人类表型和疾病研究具有极大参考价值

记者：我们的研究是如何进行的？哪些是研究核心？

吴东东：首先我们要采集这些基因组的数据。最重要的研究核心是对这些大量的基础数据进行解析和挖掘，去挖掘出我们需要的重要的一些内容。

记者：为什么说灵长类遗传资源不仅有助于灵长类动物本身的保护和开发利用，也对人类表型和疾病研究具有极大的参考价值？

吴东东：灵长类动物都是保护动物，是生物多样性保护研究里面非常重要的一个类群。比如一个生物，它变得濒危或它的有效群体大小发生变化的时候，它可以在基因组上有一个印记。所以，反过来讲，我们可以通过灵长类动物的基因组数据，解析它的多样性的特征，可以推演这些动物在历史进化过程中，它的群体大小、它的变化是什么情况。比如，我们就发现，绝大部分灵长类动物在近期，有效群体大小已经发生显著的下降，那么就提示我们要针对这些动物做一些保护的策略。此外，对人类自身的一些研究，比如说我们人类发达的大脑。我们很聪明，大脑的功能、大脑背后的机制、相关的基因，我们可以去通过研究这些灵长类动物进化来揭示它。在疾病方面，我们通过非常多的不同的灵长类动物，它的基因组织跨物种的研究，我们可以找到很多功能类基因元件。我们去研究人类疾病背后遗传突变的时候，其实面临一个很大的困境，面对很多遗传突变，不知道它有没有功能基因元件。那么，我们就可以通过这些灵长类动物的数据去推演这些相关有没有功能基因元件。所以，这项研究是有助于人类疾病机制的解析。

记者：研究团队构建了精细的现生灵长类全基因组水平系统发育树，是一个什么样的发育树？

吴东东：研究团队构建了精细的现生灵长类全基因组水平系统发育树，推演出灵长类最近共同祖先出现在距今约64.95-68.29百万年前，该区间与白垩纪-第三纪生物大灭绝事件（K/T　boundary）吻合，提示灵长类早期辐射可能受白垩纪-第三纪生物大灭绝事件的影响。研究团队重构了从灵长类共同祖先到现代人类基因组的染色体结构，发现灵长类祖先和现代人类具有保守的核型特征。但在类人猿下目祖先8号染色体发现一个新的染色体融合事件，这可能对高等灵长类的创新演化具有重要意义。同时，我们还发现，不同灵长类祖先有不同水平的基因组重排率，在类人猿下目祖先支系发现基因组元件（例如正选择基因、加速演化的基因组非编码序列、扩张的基因家族等）变异水平在数量上整体抬升，基因的功能富集和组织特异性表达分析发现它们主要涉及大脑功能和器官大小的调控，推测这些基因组创新事件与类人猿下目特殊表型的适应性演化有关，例如脑容量、体型等。

记者：研究团队通过对不同灵长类演化支系的系统生物学比较发现了什么？

吴东东：我们有很多意外的收获。除了关注人类自身的一些性状，如大脑、骨骼进化，我们在不同的灵长类支系中也发现一些有意思的内容。其实灵长类动物的表情多样性是非常高的，比如说，猿跟猴的差异，猿没有尾巴，猴子有尾巴。我们发现有些基因突变可能会影响到尾巴的发育。比如说，长臂猿的前肢非常长，我们在长臂猿的支系中发现很多骨骼和四肢发育相关的基因显著的改变。还有一群吃叶子的猴子，它的食性、消化基因等都发生了一系列的改变。当然，我们这个系统生物学的比较研究，对于研究表型进化的遗传机制是具有非常重要的意义。

《面谈》直播截图。

多学科交叉融汇

灵长类艾滋病疾病模型研究有新发现

记者：研究中，多学科交叉揭示亚洲叶猴社会复杂性的遗传机制，为什么是多学科？意义在哪里，有什么收获？

吴东东：因为我们这项研究涉及到很多不同学科的手段，不同学科的数据。比如说，这个基因组是最重要的，还需要生态学的数据，一些生态因子、环境因子，包括一些古地理学、古气候学、化石的时间点数据，所以我们综合了不同学科的数据和研究方法，来探究社会复杂性背后一个机制的问题。灵长类的进化经历了6500多万年的历史，从独居的夜行性祖先，到今天高度发达的人类社会，交流与合作、群居与社会化，促进了灵长类大脑的发育及认知能力的提高，并演化出了包括重层社会在内的、多样化的社会系统。传统的社会生态模型将这种多样性解释为对环境变化的响应。然而，随着研究的深入，传统的社会生态模型遇到了很大的瓶颈，比如其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。然而，目前人们对灵长类社会系统多样性的遗传机制知之甚少。为探索这一悬而未决的热点问题，我们以亚洲叶猴为研究模型，采用多学科交叉手段，结合生态学、古气候学、古地理学、化石记录、灵长类社会学多重表型以及基因组学等方法和数据，揭示了亚洲叶猴多样化社会演化的行为学、生态学和遗传学机制。

记者：灵长类艾滋病疾病模型研究方面，有什么发现？

吴东东：我们有一些意外的发现。我简单地扩展一下，艾滋病病毒可以感染人类，但是绝大部分猴子是不感染艾滋病病毒的。(艾滋病病毒)没办法感染猴子，你就没办法去创建一个很好的疾病动物模型。很多药物在临床之前，必须要做一些实验验证。没有疾病动物模型，就很难去开展验证。所以，这也是到目前为止，人类得艾滋病后，没有得到很好的治疗中的一个重要的因素。没有很好的一个动物，尤其是灵长类动物疾病模型。前人的一些研究发现，北平顶猴是唯一可以感染艾滋病病毒的猴。那么，为什么它能够感染艾滋病病毒？我们做了研究，发现了一些基因发生的改变。除此之外，我们还意外地发现了一个新的可以感染艾滋病病毒的猴子——狮尾猴。它可能将来可以作为一个疾病动物模型来造福我们人类，去推动治疗艾滋病的药物的开发。

数据分析面临很大挑战，

期待与发展中国家科学家进行合作

记者：这一领域的难点在哪？如何克服?

吴东东：第一个难点是灵长类动物都是保护动物，它的样品获取面临了很多的困境。保护动物在不同的国家，出口和进口方面都需要国家一些相关部门的批件，我们才能够获取。第二个难点，我们的数据量是非常大的，以前很多研究都是一个基因组的研究，我们这次是几十个基因组在一起，数据分析方面面临很大的挑战。我们当时也用了很多国内的不同超算中心的超算来做数据分析，这个数据分析是一个非常大的一个挑战。

记者：为什么人要比动物聪明，请从您的研究角度来给网友们分析一下？

吴东东：它主要是两个因素，自身的遗传因素和外界的环境因素。我个人觉得人比其他动物聪明，更可能是因为它背后很多基因发生了改变。尤其是一些大脑相关的基因，相对于其他动物发生改变，使得从细胞水平从到组织水平等，人的大脑功能都发生了一个改变和提高。我个人认为是自身遗传基因造成的。

记者：灵长类基因组计划下一步的研究重点是什么？

吴东东：未来，我们还有很多工作要做，我们目前也仅仅产生了大概10%的灵长类基因组数据。还剩下80%—90%的猴子，它的数据还没有产生，我们未来的研究重点是要跟国内外，尤其是发展中国家的科学家进行合作。因为灵长类动物主要分布在发展中国家，像非洲、南美洲、东南亚等地。发达国家灵长类动物资源是非常少的，整个欧美国家只有一个本土的猴子。所以，接下来我们重点要跟发展中国家的科学家进行合作，进行数据的采集和分析。我相信肯定还会有更多的发现，因为现在我们只解析了10%的基因组，还有90%的基因组等待我们去解析，等待我们去挖掘。

（长江日报记者陈静茹）