Bộ gen khỉ Capuchin lần đầu tiên được giải trình tự

Giáo sư Joao Pedro De Magalhaes, người nghiên cứu lão hóa tại Đại học Liverpool, giải thích: "Capuchins có kích thước não tương đối lớn nhất so với bất kỳ con khỉ nào và có thể sống qua tuổi 50, mặc dù kích thước nhỏ của chúng, nhưng cơ sở di truyền của chúng vẫn chưa được khám phá cho đến bây giờ."
Các nhà nghiên cứu đã phát triển và chú thích một hội đồng tham chiếu cho khỉ capuchin mặt trắng (người bắt chước Cebus) để khám phá sự tiến hóa của những đặc điểm này.
Thông qua cách tiếp cận bộ gen so sánh trải rộng trên nhiều loại động vật có vú, họ đã xác định các gen theo lựa chọn tiến hóa liên quan đến tuổi thọ và sự phát triển não bộ.
"Chúng tôi đã tìm thấy dấu hiệu lựa chọn tích cực về các gen tiềm ẩn cả hai đặc điểm, giúp chúng tôi hiểu rõ hơn về cách các đặc điểm như vậy phát triển. Ngoài ra, chúng tôi đã tìm thấy bằng chứng về sự thích nghi di truyền với hạn hán và môi trường theo mùa bằng cách xem xét quần thể capuchin từ rừng nhiệt đới và rừng khô theo mùa," tác giả cao cấp và Chủ tịch nghiên cứu Canada Amanda Melin, người đã nghiên cứu hành vi và di truyền của khỉ Capuchin trong gần 20 năm.
Các nhà nghiên cứu đã xác định các gen liên quan đến phản ứng tổn thương DNA, sự trao đổi chất, chu kỳ tế bào và tín hiệu insulin. Thiệt hại cho DNA được cho là một đóng góp chính cho lão hóa và các nghiên cứu trước đây của Giáo sư de Magalhaes và những người khác đã chỉ ra rằng các gen liên quan đến phản ứng tổn thương DNA thể hiện các mô hình lựa chọn cụ thể về tuổi thọ ở động vật có vú.
Giáo sư De Magalhaes cho biết: "Tất nhiên, vì các gen liên quan đến lão hóa thường đóng nhiều vai trò nên không thể chắc chắn liệu việc lựa chọn trong các gen này có liên quan đến lão hóa hay các đặc điểm lịch sử sống khác, như tốc độ tăng trưởng và thời gian phát triển, từ đó tương quan với tuổi thọ.
"
"Mặc dù chúng ta nên thận trọng về ý nghĩa sinh học của những phát hiện của mình, nhưng thật hấp dẫn khi suy đoán rằng, giống như ở các loài khác, những thay đổi đối với các gen hoặc con đường liên quan đến lão hóa cụ thể, có thể góp phần vào tuổi thọ của capuchins," ông nói thêm.
Những hiểu biết sâu sắc của nhóm nghiên cứu đã được thực hiện nhờ sự phát triển của một kỹ thuật mới để cô lập DNA hiệu quả hơn từ phân linh trưởng.
FecalFACS sử dụng một kỹ thuật hiện có đã được phát triển để tách các loại tế bào trong dịch cơ thể - ví dụ để tách các loại tế bào khác nhau trong máu để nghiên cứu ung thư - và áp dụng nó cho các mẫu phân linh trưởng.
"Đây là một bước đột phá lớn bởi vì cách điển hình để trích xuất DNA từ phân dẫn đến khoảng 95-99% DNA đến từ vi khuẩn đường ruột và các mặt hàng thực phẩm. Rất nhiều tiền đã được dành để giải trình tự bộ gen từ các sinh vật khác nhau so với động vật có vú mà chúng ta thực sự đang cố gắng nghiên cứu. Bởi vì điều này, khi các nhà sinh vật học động vật hoang dã đã yêu cầu toàn bộ bộ gen, họ đã phải dựa vào các nguồn DNA tinh khiết hơn, như máu, nước bọt hoặc mô - nhưng như bạn có thể tưởng tượng, những điều đó rất khó xảy ra khi nghiên cứu động vật có nguy cơ tuyệt chủng," tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Joseph Orkin, người đã hoàn thành công việc trong dự án này với tư cách là học giả sau tiến sĩ tại Đại học Calgary, và ở vị trí hiện tại của ông tại Đại học Pompeu Fabra-C
"FecalFACS cuối cùng cung cấp một cách để sắp xếp toàn bộ bộ gen từ các động vật có vú tự do bằng cách sử dụng các mẫu có sẵn, không xâm lấn, thực sự có thể giúp các nỗ lực bảo tồn trong tương lai," ông nói thêm.

Ngày 15 tháng 2 năm 2021

Original story from the University of Liverpool

Reference: Orkin JD, Montague MJ, Tejada-Martinez D, et al. The genomics of ecological flexibility, large brains, and long lives in capuchin monkeys revealed with fecalFACS. Proc Natl Acad Sci USA. 2021;118(7):e2010632118. doi:10.1073/pnas.2010632118.