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基因组研究揭示了啮齿动物如何征服大苹果

如果不适应,纽约市的老鼠就什么也不是。他们吃披萨,热狗,甚至吃沙拉,并且居住在五个区的几乎每个角落,从地铁隧道到操场的沙坑。

现在,它们的基因组为老鼠征服城市(例如纽约)的能力提供了线索。据估计,纽约大约有200万种生物。在本月发表在bioRxiv上的一项研究1中,遗传学家发现了数十种与饮食,行为和运动有关的基因,这些基因可能有助于纽约老鼠的成长。

秒速飞艇官网“作为进化生物学家和纽约客,我不禁对老鼠适应城市环境的方式感到惊讶,”该市哥伦比亚大学的人口遗传学家Arbel Harpak说。他与纽约阿蒙克福特汉姆大学的进化生物学家Jason Munshi-South和加州旧金山州立大学的Pleuni Pennings共同领导了这项研究。

在寻找纽约老鼠进化的商标之前,研究人员首先必须抓住它们。在2014年至2015年之间,Mushin-South的研究小组专注于城市演化和生态学,从整个城市收集了近400只褐鼠(Rattus norvegicus),将它们诱捕到培根,花生酱和燕麦的混合物中。然后,研究人员对其中29只老鼠的全部基因组进行了测序(全部来自曼哈顿),并将它们与先前从中国东北农村地区(假定的棕色老鼠的祖先所在地)2的老鼠的基因组进行了比较2。

遗传变异

然后,哈帕克(Harpak)的研究小组寻找了包含变异的基因组区域,这些变异可能对纽约市老鼠如此有益,以至于它们很快在当地人群中变得普遍。进化过程(也称为选择性清除)也发生在人类中,例如传播基因变异,使某些人类成年后可以消化牛奶。

扫描产生了数十种基因的清单,这些基因具有大鼠选择性扫描的特征。这些基因包括与饮食,行为和活动有关的一些基因,可能反映了大苹果生活中的挑战和喜悦。尽管人们试图推测CYP2D1(该基因组可能对植物化合物排毒很重要)的基因可以帮助城市老鼠享用羽衣甘蓝沙拉,但科学家们仍无法说出这些基因组特征如何影响动物的生物学。

Harpak将他的团队名单视为未来研究的起点。例如,在转基因实验室大鼠中进行的试验可以解释,与新神经元生长有关的基因变化是否改变了大鼠的行为,或者研究小组确定的与碳水化合物和糖类代谢有关的其他基因是否可能影响了大鼠。节食。

哥伦比亚的进化遗传学家和神经科学家安德烈斯·本迪斯贝(AndrésBendesky)说,令人着迷的是,研究人员发现的某些基因与大脑的运作有关。研究人员假设动物可能会通过改变其神经回路而适应新的环境,但本德比(Bendesky)说,尚无人证明这一点。

变化的时代和变化的地方

哈帕克说,他和他的同事们希望通过观察19世纪纽约老鼠的DNA来确定何时进行选择性扫描。他们计划从其他城市捕获老鼠,看看它们的基因组是否以与纽约市老鼠相同的方式进化。

根据最近的一项经验,进化生物学家霍皮·霍克斯特拉(Hopi Hoekstra)预计,来自其他城市的老鼠的基因适应性至少会有一些差异。大约一个月前,马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的霍克斯特拉(Hoekstra)试图在其家的地下室里抓老鼠。研究野生啮齿动物遗传学的霍克斯特拉说:“我就像,'这只老鼠选错了房子。'“我困住老鼠已有25年了。”

在数周未能捉住罪魁祸首之后,她打电话给灭虫者,告诉她她用了错误的诱饵诱捕剑桥的老鼠,这种老鼠更喜欢Dunkin'Donuts糕点和Slim Jims(干香肠零食),而不是花生酱她正在设置的陷阱。灭虫剂填补了霍克斯特拉的老鼠用来进入地下室的漏洞,但他现在正在收集剑桥老鼠进行DNA分析。“当论文出来时,它只是点击了。当然会有差异。当地的灭虫者知道他们与众不同。”霍克斯特拉说。

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