科学家证实串联模型存在缺陷

本报讯（记者闫洁）由哈佛大学博士、沈阳师范大学兼职教授伍少远领导的研究小组采用大规模基因组数据，首次证实目前在系统发育以及比较基因组研究领域广泛应用的串联分析模型具有内在缺陷，不适用于基因组数据分析，并提出了多物种溯祖模型，为解决哺乳动物系统发育关系提供了一个可靠的物种树。相关成果日前发表于美国《国家科学院院刊》。

　　伍少远告诉记者，随着新一代高通量DNA测序技术的快速发展，大规模基因组数据在生命科学以及医学研究中变得日益重要。但是，由于基因组数据的高度复杂性，分析和处理这些数据充满了困难和挑战。这就要求重新审视传统分析方法和模型对此类数据的适用性，并发展和验证相应的新型分析方法。

　　据了解，迄今为止，系统发育生物学研究主要采用串联分析方法，即把不同来源的基因位点序列串联起来，组成一个超级矩阵来构建基因树，并认为基因树与物种树具有一致的拓扑结构。但近年来的实验数据表明，基因树的拓扑结构往往具有高度的异质性，并能导致与物种树的冲突。长久以来，对这种误导性缺陷的认识仅限于计算机模拟分析中，在实证数据研究中始终未获有效证明。

　　为此，研究人员以具有代表性的哺乳动物为切入点，比较分析了37个物种基因组数据中的447个细胞核基因。通过基因位点次级取样和分类群抽样分析，他们证实了串联模型具有内在缺陷。他们开发的针对性多物种溯祖模型，通过对基因树异质性的有效容纳，克服了这一重大缺陷。研究还支持了大西洋兽为真兽类哺乳动物根部的假说，为解决长久以来悬而未决的哺乳动物系统关系的根部位置提供了可靠证据。

　　该研究同时发现，2011年10月在《科学》杂志发表的一篇关于哺乳动物系统演化的重要研究论文，存在基因样本取样不足与串联分析方法误导的问题，进而导致其部分主要结论错误。

　　《中国科学报》 (2012-12-10 第2版 国际)