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2006年10月26日，星期四

社会昆虫为农业，生物医学研究创造了嗡嗡声。

马里兰州贝塞斯达。 —由美国国立卫生研究院（NIH）之一的国家人类基因组研究所（NHGRI）支持的研究联盟今天宣布，发表了西方蜜蜂的高质量基因组序列初稿，发现其蜜蜂的基因组与迄今测序的任何昆虫相比，它与人类的相似性更高。

蜜蜂的社交行为使其成为了解基因如何通过大脑和中枢神经系统发育来调节行为的重要模型。这可能会导致对常见的精神和大脑疾病（例如抑郁症或精神分裂症或阿尔茨海默氏病）的重要见解。此外，蜜蜂基因组也可能为免疫力和衰老提供重要的窗口。

在10月26日出版的《自然》杂志上发表的一篇论文中，由位于休斯敦的贝勒医学院（BCM-HGSC）人类基因组测序中心主任Richard Gibbs博士领导的蜜蜂基因组联盟描述了蜜蜂（ Apis mellifera ）的大约2.6亿个DNA碱基对基因组。在本期《昆虫分子生物学》，《基因组研究》，《科学》，《美国国家科学院院刊》（美国）以及其他期刊中，有40余篇其他手稿描述了进一步的详细分析。

尽管蜜蜂仅占人类基因组30亿个碱基对的9％，但蜜蜂所含基因却几乎是人类基因组的一半，蜜蜂中的蜜蜂超过10,000，而人类中则只有20,000。

蜜蜂是第三个对其基因组进行了测序和分析的昆虫。携带疟疾的蚊子（冈比亚按蚊）于2002年完成，而果蝇（果蝇Drosophila melanogaster ）在遗传学研究中被广泛使用，于2000年完成。蜜蜂的基因组比果蝇大50％，但大约含有实蝇。相同数目的基因。蜜蜂基因组测序始于2003年初。NHGRI为该项目提供了约690万美元的资金，美国农业部出资了75万美元。国家过敏和传染病研究所（NIAID）和国家医学图书馆（NLM）都提供了额外的支持，这两个都是NIH的组成部分。

NHGRI主任弗朗西斯·科林斯（Francis S. Collins）博士说：“将蜜蜂的基因组与人类在进化过程中分离出的其他物种进行比较，为我们提供了深入了解了亿万年来进化的复杂生物过程的深刻见解。” .D。 “蜜蜂的基因组已被添加到越来越多的生物体中，它们的序列可以并排比较以更好地了解我们自己基因的结构和功能。这将有助于加快我们对基因如何促进健康以及疾病出了什么问题的理解。”

在分析中，研究人员报告说，蜜蜂的进化比果蝇或蚊子慢，并且含有10,157个已知基因。研究人员告诫说，将来对其他昆虫进行测序并将其与蜜蜂进行比较后，该基因的数量将会增加。

与其他昆虫相比，蜜蜂基因组包含的与先天免疫，排毒酶和味觉（味觉）受体有关的基因更少，而毫不奇怪，它包含更多的嗅觉受体基因和新的花蜜和花粉利用基因。有趣的是，与昼夜节律有关的基因以及与基因开启或关闭有关的生物学过程，蜜蜂基因组与脊椎动物的相似性比昆虫更大。

《自然》杂志的其他发现包括

• 研究人员在“蜂王浆蛋白家族”中发现了9个基因，它们出现在蜜蜂基因组中，而没有出现在蚊子基因组中。这些基因通过进化获得了新的功能，并被认为有助于蜜蜂的社交性。蜂王浆由成年工蜂头部的腺体产生，是蜂王和育雏中的重要营养成分。这个过程在蜜蜂的早期发育中至关重要，并决定它是否会成为女王或无私的工人。
• 所有生物的基因组均包含常见类型的转座子，即在基因组中四处移动的小DNA序列，可引起突变，但蜜蜂基因组中的转座子却少得多。为了理解为什么蜜蜂的转座子这么少，研究人员将需要从与蜜蜂更紧密相关的昆虫中获取基因组，而不是已经研究的昆虫基因组。
• 蜜蜂在发育途径中与其他昆虫共享相似的基因，但是这些基因如何影响性别决定，大脑功能和行为却存在巨大差异。
• 在大多数生物中，要达到高生育力却要牺牲寿命。该过程受胰岛素样生长因子基因的调控。然而，研究人员发现，女王蜂能够在不影响其寿命的情况下实现高繁殖力。未来研究这种生物途径的实验可能会揭示蜜蜂如何改变这一过程，从而深入了解人类的繁殖和衰老。

除了其作为比较基因组学资源的价值外，蜜蜂还广泛用于农业和生物医学研究。蜜蜂因其生产蜂蜜和授粉作物的能力而受到农民的重视。除了在农业中的重要性外，蜜蜂还可以作为模型生物来研究人类健康问题，包括免疫力，过敏反应，抗生素抗性，发育，心理健康，寿命和X染色体疾病。还研究了蜜蜂的社交本能和行为特征。

在BCM-HGSC上完成了基因组的组装后，该中心领导了一个由170多个研究人员组成的分析团队，这些研究人员来自13个国家的近100个研究小组。根据蜜蜂基因组7.5倍的序列覆盖率，研究人员于2004年将最初的程序集存放到了由NIH管理的公共数据库GenBank中（ www.ncbi.nih.gov/Genbank ）。反过来，Genbank将序列数据分发给了欧洲分子生物学实验室的核苷酸序列数据库EMBL-Bank（ www.ebi.ac.uk/embl/index.html ）和日本DNA数据库DDBJ（ www.ddbj .nig.ac.jp ）。

有关比较基因组学领域的更多信息，请访问http://www.genome.gov/11509542 。

蜜蜂的高分辨率照片可在以下网址获得： http : //www.genome.gov/Images/press_photos/highres/76-300.jpg 。

有关蜜蜂基因组装配的其他信息，请联系：

国家人类基因组研究所
杰夫·斯宾塞
301-402-0911
spencerg@mail.nih.gov

贝勒医学院人类基因组测序中心
罗斯·汤姆林
713-798-4710
tomlin@bcm.tmc.edu

美国农业部
桑迪·米勒·海斯
301-504-1636
桑迪·米勒·海斯（Sandy.MillerHays）@ ARS.USDA.GOV

NHGRI，NIAID和NLM是NIH（卫生和公共服务部的一个机构）的27个研究所和中心中的三个。 NHGRI校外研究部为全国各地的研究，培训和职业发展提供补助。有关NHGRI的信息，请访问： www.genome.gov 。

关于美国国立卫生研究院（NIH）：美国国立卫生研究院（NIH）是美国的医学研究机构，包括27个研究所和中心，并且是美国卫生与公共服务部的组成部分。 NIH是进行和支持基础，临床和转化医学研究的主要联邦机构，并且正在调查常见和罕见疾病的病因，治疗方法和治愈方法。有关NIH及其计划的更多信息，请访问www.nih.gov 。

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