作為與人類遺傳距離最近的非人靈長類實驗動物，獼猴屬中的食蟹猴、恒河猴被廣泛應用於生物醫學和人類演化研究。然而🐍，獼猴屬的遺傳信息仍存在不完整問題🙎🏿‍♂️，限製了科學家對其演化機製和生物醫學價值的深入研究。

EON体育4毛亞飛課題組🙆🏿‍♂️，聯合中國科EON4腦科學與智能技術卓越創新中心/神經科學研究所孫強課題組，近日在《自然》上發文🔚，他們首次完成了非人靈長類動物端粒到端粒完整基因組的組裝〰️，系統解析了獼猴屬與人類基因組之間的大尺度差異🫶🏿💅，並闡明了結構變異如何通過重塑基因組三維結構調控腦細胞類型特異性的表達。該研究還揭示了獼猴屬種間分化的遺傳特征，並通過生物化學實驗等手段，解析了遺傳變異如何導致蛋白質表達的變化。研究不僅為人類演化醫學研究提供了新見解，也為非人靈長類動物在生物醫學領域的應用奠定了重要遺傳基礎⏰。

如果把基因組比作一幅巨型拼圖，那麽傳統測序技術就像用零碎的小圖塊（短片段）拼湊整幅畫面。當遇到大面積的重復圖案（如著絲粒、片段重復⤵️、回文序列等復雜結構）時，這些“拼圖塊”就難以準確定位，導致基因組圖譜出現大量空白⚃🎰。這些空白區域並非“無用角落”，而是可能掌控染色體穩定、基因調控等關鍵功能的“控製區”。

為攻克這個難題，研究團隊找到了一位“完美模特”——食蟹猴的孤雌生殖幹細胞。其基因組的兩套遺傳信息高度一致，就像復印了兩份完全相同的書稿🕘，極大簡化了拼圖難度👷。團隊利用自主開發的基於特有標記的分型迭代替換局部組裝工具，成功解決了現有組裝軟件未能或錯誤組裝的上百個復雜結構區域，最終構建食蟹猴T2T基因組⛅️。該基因組達到了百萬級精準度📶🫱🏽，成為首個非人靈長類完整參考基因組，為深入理解復雜基因組區域提供了重要材料👨‍💼。

基因組的空間折疊如同精心設計的折紙藝術📶。染色體的倒位☝🏼、易位等大尺度結構變異會重塑三維折疊模式🕖，進而影響基因的“開關”狀態。盡管這些變異被認為是物種演化的驅動力🧘🏻‍♀️，但人類與獼猴等近親靈長類間的復雜結構變異圖譜及其功能影響，長期以來缺乏系統性證據。

研究發現，人類與獼猴之間有93處關鍵結構差異，其中21處是首次發現。例如，控製大腦谷氨酸代謝的FOLH1基因，人類比獼猴多了一個“備份”👨🏻‍🚒🧔🏻‍♂️。但有趣的是，原始拷貝基因在人類大腦中幾乎“靜音”——因為進化過程中丟失了啟動它的“開關按鈕”♈️，而另一個新產生的備份基因卻因為基因組“折紙”結構變化導致了不同的細胞表達類型改變🧑🏼‍🍳。這種差異可能影響了人類神經系統的獨特功能☂️🌌，甚至與智力障礙等疾病相關👶🏿⏲。這一研究為結構變異在演化過程中如何影響細胞類型特異性表達模式提供了新見解🦶🏼🧟，尤其在闡明譜系特異性表型的形成及人類疾病的發生機製解析上具有重要科學意義🍳。

食蟹猴、恒河猴這對“表兄弟”雖然同屬獼猴家族，但在外貌🍥⛹🏽‍♀️、行為習慣、疾病抵抗力等方面都有明顯區別🧑‍🏫。科學家長期困惑於這些差異的遺傳根源。近年來，基因表達的“剪輯師”——RNA剪接機製成為了破解謎題的關鍵線索。

研究團隊精確解析了獼猴屬的轉錄本剪接差異，共鑒定出110個種間差異的外顯子跳過事件。最引人註目的是PNPO基因的5號外顯子：食蟹猴的所有組織中都存在這段基因的“選擇性跳過”現象，而恒河猴中則未見此現象。進一步研究發現，食蟹猴的5號外顯子區域內存在一個特殊的C→A堿基變異，這種變異可能形成了新的典型剪接受體位點👏🏻，就像在電影膠片上貼了一個“此處可剪”的標記🪲。

為了驗證這種基因剪輯對生理功能的影響👢✊🏼，研究人員利用生物化學和分子生物學手段提示5號外顯子缺失可能影響蛋白質穩定性或翻譯效率。這種微小的代謝差異可能在進化過程中逐漸累積🧛‍♂️🔨，最終形成了兩個物種的生理分化💵。該發現為選擇更精準的動物實驗模型提供了分子層面的指導，特別是在涉及維生素代謝或神經系統藥物的研發中具有重要意義。

媒體鏈接：我國科研人員解開獼猴屬遺傳新密碼