在烏普薩拉大學和布羅德研究所共同領導的一個大型國際項目中，30多個研究小組共同調查和分析了240種哺乳動物的基因組。這些結果現在發表在《科學》雜誌的11篇文章中，顯示了人類和其他哺乳動物的基因組在進化過程中是如何發展的。

烏普薩拉大學比較基因組學教授、該國際研究聯盟的兩位帶頭人之一Kerstin Lindblad-Toh說：”綜合來看，我們現在在《科學》上發表的11篇文章提供了關於哺乳動物基因組的功能和發展的大量信息。”此外，我們產生的數據可用於未來許多年的進化研究和醫學研究”。

一項研究240種哺乳動物基因組的重要國際研究揭示了超過300萬個關鍵的調控元素，推進了對哺乳動物進化、物種特定性狀、疾病傾向和滅絕風險的理解。這些發現可以改善對精神分裂症、哮喘和髓母細胞瘤等疾病的理解和治療，強調了至少10%的基因組是有功能的，遠遠超過了以前的認識。

人類的基因組包含大約2萬個基因，這些基因構成了製造人體所有蛋白質的代碼。基因組還包含指導在何處、何時以及產生多少蛋白質的指令。基因組的這些部分被稱為調控元素，比產生蛋白質的部分更難識別。然而，研究許多哺乳動物的基因組使我們有可能弄清楚基因組的哪些部分在功能上是重要的。

瑞典烏普薩拉大學醫學生物化學和微生物學係比較基因組學教授Kerstin Lindblad-Toh

《科學》雜誌上發表的文章背後的研究人員共享的假設是，如果基因組中的一個位置在1億年的進化過程中一直被保存下來，那麼它很可能在所有哺乳動物中發揮著一種功能。他們第一次能夠大規模地測試這一假設。通過對240種哺乳動物的基因組進行詳細調查和系統比較，研究人員已經確定了人類基因組中具有以前未被描述的功能的區域。這些區域很可能是調控元素，對基因組的正確運作具有重要意義。這些的突變可能在疾病的起源或哺乳動物物種的獨特特徵中發揮重要作用。

研究人員在人類基因組中確定了300多萬個重要的調控元素，其中約有一半是以前未知的。他們還能夠確定，至少有10%的基因組是有功能的，是編碼蛋白質的大約1%的十倍。

該研究中的240種不同的哺乳動物在其特徵上有很大的不同，例如它們的嗅覺的敏銳度或它們的大腦大小。研究人員能夠在基因組中找到導致一些物種擁有卓越嗅覺或某些物種冬眠的區域。

研究人員和其中一篇關於基因組功能以及它如何影響不同物種的獨特特徵的文章的共同第一作者馬修-克里斯特馬斯說：”現在有了一幅關於哪些突變引導了這些差異很大的哺乳動物的特定特徵的圖片，這很令人興奮。”

其中一項研究表明，甚至在地球被殺死恐龍的小行星擊中之前，即大約6500萬年前，哺乳動物已經開始變化和分化。

“我們的結果還可以提供關於哺乳動物是否有滅絕風險的重要信息，這取決於它們的基因組有多少變異。”Lindblad-Toh教授說：”這些信息可以為了解如何管理一個物種以幫助其生存奠定基礎。”

這一新知識也有助於研究人員了解疾病是如何產生的，通過將基因組中因進化而保守的位置與已知條件聯繫起來。這可以針對所有物種進行，也可以參考人類疾病。

“我們對240種哺乳動物的分析使我們更好地了解了基因組中的調控信號。”第二篇文章的研究員和第一作者Jennifer Meadows說：”我們在已知對疾病有貢獻的位置上校準了我們的結果，然後可以用這些位置來建議更多的位置，這些位置可以優先用於神經系統的特徵，如精神分裂症或包括哮喘或濕疹在內的免疫條件，這篇文章的重點是該項目數據如何有助於對疾病的認識。”

健康人和病人的基因組進行比較，以了解哪些突變會導致疾病。這產生了基因組中可能很重要的區域的圖片，但並沒有產生哪個突變導致疾病的確切知識。

“導致常見疾病的很大一部分突變，如糖尿病或強迫症，位於基因之外，與基因調節有關。”Lindblad-Toh說：”我們的研究使我們更容易確定導致疾病的突變，並了解出錯的原因。”

研究人員還研究了髓母細胞瘤這種癌症，這是兒童最常見的惡性腦瘤類型。儘管現代治療方法已經改善了預後，但並非所有兒童都能被治愈。此外，那些存活下來的人往往會經歷積極治療帶來的終生副作用。

“在髓母細胞瘤患者中，我們在進化上保守的位置發現了許多新的突變。我們希望對這些突變的分析將為新的診斷和治療方法奠定基礎，”烏普薩拉大學乾細胞研究教授Karin Forsberg-Nilsson說，他領導該研究的癌症部分。