中科院细胞与分子进化研究重点实验室(昆明动物研究所)共59页PPT资料
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Sea
Arabian Sea
Bay of Bengal
China
THAILAND Sea KAMPUCHEA
TPHHEILIPPINES
Andaman Sea
Gulf of Thailand
SRI LANKA
MALAYBSRIUANEI
MALAYSIA SINGAPORE
猴王基因座位分裂示意图
猴王祖先基因，含两个结构阈
I
II
基因重复
I
II
I
II
分化性退化
I
II
基因1
I
基因分裂
基因2
II
“…猴王基因家族的发现为基因重复理论进行了重要补 正，也让我们看到了一个我们很少想到的情况，即基因不 总是由简单到复杂，也可以由复杂到简单”
代表性研究成果（一）
新基因的起源与进化研究
中国科学院昆明动物研究所 细胞与分子进化重点实验室
工作汇报
（2019－2019）
报告提纲
1、实验室概况 2、研究水平与贡献 3、队伍建设与人才培养 4、开放交流与运行管理
1. 实 验 室 概 况
成 立 于 1990 年
施立明院士 （已故） 1939－1994
1.2 充满活力的研究团队
张亚平 研究员 基因组多样性与分子进化
North KSJoaerpaeaonaf South Korea
IRAANFGHANISTAN
JAPAN
PAKISTAN NEPAL
Gulf of Oman
INDIA
BHUTAN
East China Sea
BANGLADESH
TAIWAN
BURMLAAVOISETNAM HONG
South
KONGPhilippine
生物信息学：利用生物信息学方法,研究基因家族的进化机制、蛋白质 -核酸专一相互作用的进化及其蛋白质多种不同功能的序列、结构基础及 其与功能的进化关系。
2. 研究水平与贡献
2.1 新基因的起源与进化研究
新基因的起源是一个重要的生物学和进化生物学问题， 因为：
1、从原始生物到高等生物基因数目增加了数十倍； 2、近缘物种之间，如人和黑猩猩间，基因也有不同；
科学问题和国家需求：
面向科学前沿：研究动物及其基因组演化的模式和分子机制，解决遗传、发 育和进化中的重大科学问题；
面向国家需求：生物多样性资源的保存、保护和持续利用，分子生态、人类 群体遗传结构与疾病、基因起源进化与生物活性药物设计。
研究内容：
基因、ห้องสมุดไป่ตู้因家族和基因组发生和演化的规律及其同自然选择、功能适应及物 种形成的内在联系和相互作用机制。
比较和进化基因组学研究：比较不同动物（如灵长类）的一些重要结构 和功能（如大脑）演化的遗传学和基因组学基础；探讨基因组中新结构、 新功能起源和进化的机制。
分子细胞遗传学：系统、全面地研究我国脊椎动物基因组结构的多样性 和演化过程，探讨染色体重组在物种起源和演化中的作用。
真核细胞进化基因组学研究：以几类处在关键进化地位的单细胞生物为 对象，研究真核细胞的结构、功能和基因、基因家族乃至基因组的起源进 化规律。
GM02923-r pr-r
CG2996-r
CG15707-r mkg-r3 mkg-r2
CG16827 CG3101-r
CG7340-r CG6001-r
kap-alpha1-r klg-r
bic-r RpS15A-r
Dore Dere Dsan Dyak Dtei Dmau Dsim Dsch Dmel
研究资源：
基于我国特别是西南地区丰富的生物多样性资源，采用现代分子生物学和基 因组学的研究手段。
1.4 学科前沿的研究方向
基因组多样性和遗传多样性：立足西南地区丰富的生物多样性资源，建 立我国人群和动物的DNA库，进行动物的遗传多样性，基因和基因家族的多 样性和进化，以及动物的分子系统学和分子生态学研究。
王 文 研究员 新基因的起源
杨凤堂 研究员 染色体组的进化
宿 兵 研究员 灵长类的比较基因组学
文建凡 研究员 真核生物起源与进化
黄京飞 研究员 蛋白质结构与功能的进化
人员结构
研究员（PI） : 6 人 副高职：4 中职：8
技术辅助人员：6 博士后：4 (出站2人） 研究生：108 (毕业36人）
1.3 实验室的总体定位
被累计引用 51 次
2.2 亚洲人群起源和进化的研究
2.2.2 现代人从非洲扩散的路线与印度人群的起源
通过测定印度代表人群的线粒体DNA全基因组序列，发现印度人 群中具有非常古老的线粒体基因组单倍型，与三次起源假说相吻合。 同时，南亚N类群与欧洲、东亚和大洋洲N类群的系统发育关系提示 人类走出非洲的扩散路线是一条，而不是一般认为的两条。
Am J Hum Genet (2019) （IF 12.3)
The Andamanese might have derived
from India subcontinent
Science (2019)
东亚现代人的最早迁徙路线
Sea of Okhotsk
MONGOLIA
U.S.S.R.
CHINA
10-12 mya
CG11322
Dntf-2r nod-r
CG9902 CG4021, CG3875
jgw
kep1Ψ
Dox-A3-r CG6905-r
d-r CG9431-r
1 mya
mkg-r CG7635-r CG8490-r
CG6386-r
2.5 mya
CG5555-r CG3071-r
CG3927 sphinx
然而，目前对新基因起源和产生的机制还非常不清楚。
此外，知道了大自然怎么造基因后为我们设计制造
生物活性药物提供理论依据。
10-12 million years ago
6-7 mya 2.5 million years ago
1mya
Using 5849 full length cDNAs as FISH probes, we identified 28 gene families containing 31 young candidate genes
Nat Rev Genet 4, 865-75 (2019). （IF21.3) Nat Genet 36, 523-7 (2019).（IF 24.7) Genome Res 15, 1258-64 (2019). (IF 10.4) Eur J Immunol 35, 1220-9 (2019). (IF 5.0)
Arabian Sea
Bay of Bengal
China
THAILAND Sea KAMPUCHEA
TPHHEILIPPINES
Andaman Sea
Gulf of Thailand
SRI LANKA
MALAYBSRIUANEI
MALAYSIA SINGAPORE
猴王基因座位分裂示意图
猴王祖先基因，含两个结构阈
I
II
基因重复
I
II
I
II
分化性退化
I
II
基因1
I
基因分裂
基因2
II
“…猴王基因家族的发现为基因重复理论进行了重要补 正，也让我们看到了一个我们很少想到的情况，即基因不 总是由简单到复杂，也可以由复杂到简单”
代表性研究成果（一）
新基因的起源与进化研究
中国科学院昆明动物研究所 细胞与分子进化重点实验室
工作汇报
（2019－2019）
报告提纲
1、实验室概况 2、研究水平与贡献 3、队伍建设与人才培养 4、开放交流与运行管理
1. 实 验 室 概 况
成 立 于 1990 年
施立明院士 （已故） 1939－1994
1.2 充满活力的研究团队
张亚平 研究员 基因组多样性与分子进化
North KSJoaerpaeaonaf South Korea
IRAANFGHANISTAN
JAPAN
PAKISTAN NEPAL
Gulf of Oman
INDIA
BHUTAN
East China Sea
BANGLADESH
TAIWAN
BURMLAAVOISETNAM HONG
South
KONGPhilippine
生物信息学：利用生物信息学方法,研究基因家族的进化机制、蛋白质 -核酸专一相互作用的进化及其蛋白质多种不同功能的序列、结构基础及 其与功能的进化关系。
2. 研究水平与贡献
2.1 新基因的起源与进化研究
新基因的起源是一个重要的生物学和进化生物学问题， 因为：
1、从原始生物到高等生物基因数目增加了数十倍； 2、近缘物种之间，如人和黑猩猩间，基因也有不同；
科学问题和国家需求：
面向科学前沿：研究动物及其基因组演化的模式和分子机制，解决遗传、发 育和进化中的重大科学问题；
面向国家需求：生物多样性资源的保存、保护和持续利用，分子生态、人类 群体遗传结构与疾病、基因起源进化与生物活性药物设计。
研究内容：
基因、ห้องสมุดไป่ตู้因家族和基因组发生和演化的规律及其同自然选择、功能适应及物 种形成的内在联系和相互作用机制。
比较和进化基因组学研究：比较不同动物（如灵长类）的一些重要结构 和功能（如大脑）演化的遗传学和基因组学基础；探讨基因组中新结构、 新功能起源和进化的机制。
分子细胞遗传学：系统、全面地研究我国脊椎动物基因组结构的多样性 和演化过程，探讨染色体重组在物种起源和演化中的作用。
真核细胞进化基因组学研究：以几类处在关键进化地位的单细胞生物为 对象，研究真核细胞的结构、功能和基因、基因家族乃至基因组的起源进 化规律。
GM02923-r pr-r
CG2996-r
CG15707-r mkg-r3 mkg-r2
CG16827 CG3101-r
CG7340-r CG6001-r
kap-alpha1-r klg-r
bic-r RpS15A-r
Dore Dere Dsan Dyak Dtei Dmau Dsim Dsch Dmel
研究资源：
基于我国特别是西南地区丰富的生物多样性资源，采用现代分子生物学和基 因组学的研究手段。
1.4 学科前沿的研究方向
基因组多样性和遗传多样性：立足西南地区丰富的生物多样性资源，建 立我国人群和动物的DNA库，进行动物的遗传多样性，基因和基因家族的多 样性和进化，以及动物的分子系统学和分子生态学研究。
王 文 研究员 新基因的起源
杨凤堂 研究员 染色体组的进化
宿 兵 研究员 灵长类的比较基因组学
文建凡 研究员 真核生物起源与进化
黄京飞 研究员 蛋白质结构与功能的进化
人员结构
研究员（PI） : 6 人 副高职：4 中职：8
技术辅助人员：6 博士后：4 (出站2人） 研究生：108 (毕业36人）
1.3 实验室的总体定位
被累计引用 51 次
2.2 亚洲人群起源和进化的研究
2.2.2 现代人从非洲扩散的路线与印度人群的起源
通过测定印度代表人群的线粒体DNA全基因组序列，发现印度人 群中具有非常古老的线粒体基因组单倍型，与三次起源假说相吻合。 同时，南亚N类群与欧洲、东亚和大洋洲N类群的系统发育关系提示 人类走出非洲的扩散路线是一条，而不是一般认为的两条。
Am J Hum Genet (2019) （IF 12.3)
The Andamanese might have derived
from India subcontinent
Science (2019)
东亚现代人的最早迁徙路线
Sea of Okhotsk
MONGOLIA
U.S.S.R.
CHINA
10-12 mya
CG11322
Dntf-2r nod-r
CG9902 CG4021, CG3875
jgw
kep1Ψ
Dox-A3-r CG6905-r
d-r CG9431-r
1 mya
mkg-r CG7635-r CG8490-r
CG6386-r
2.5 mya
CG5555-r CG3071-r
CG3927 sphinx
然而，目前对新基因起源和产生的机制还非常不清楚。
此外，知道了大自然怎么造基因后为我们设计制造
生物活性药物提供理论依据。
10-12 million years ago
6-7 mya 2.5 million years ago
1mya
Using 5849 full length cDNAs as FISH probes, we identified 28 gene families containing 31 young candidate genes
Nat Rev Genet 4, 865-75 (2019). （IF21.3) Nat Genet 36, 523-7 (2019).（IF 24.7) Genome Res 15, 1258-64 (2019). (IF 10.4) Eur J Immunol 35, 1220-9 (2019). (IF 5.0)