中德马普进化基因组学实验室 研究方向和课题

在未来几年里，我们将主要围绕基因组中新基因、新功能的起源进化和基因组的进化机制进行研究。现阶段主要有以下三个研究课题：

1、年轻新基因的起源进化及其在生物发育和进化中的作用。遗传、发育和进化是生命科学中的本质问题。传统的进化发育生物学（Evo-Devo）更多是探讨动物中古老的、共有的发育机制，很多看法和假说难以在物种分化的水平得到验证和阐释。最近Evo-Devo的新发展则主要侧重于种内或近缘种间基因的调控改变。但我们近期关于新基因及其功能起源进化的研究表明，一个崭新基因的出现能对表型或发育过程产生重要的影响。我们计划利用我们过去几年中在果蝇中鉴别出来的一批年轻新基因，结合分子进化、进化基因组学、转基因和基因敲出、基因芯片、蛋白双向电泳、蛋白相互作用、表型分析等技术手段，阐明这些与动物发育和进化相关的新基因及其新功能的起源进化机制，并以它们为模型揭示新pathway起源进化和维持调整的机制，对比其他无新基因的近缘物种探讨发育上新功能和性状的发生对物种适应的意义，开辟一条认知遗传、发育和进化统一的新道路。

2、新pathways起源进化的机制。 我们将利用酵母、果蝇等作为模型，以年轻新基因为切入点，研究一个新基因出现后，是怎样组织新的pathways或调控老的pathways。

3、人工选择和基因组进化的机制。 家养动物和栽培作物是人类文明和社会赖以存在和发展的重要物质基础。但是，自达尔文首次系统论述家养动物和栽培植物因人工选择而发生显著变异的现象以来，因为囿于人工选育性状的复杂性及其往往不遵循典型的孟德尔遗传方式，人们对于人工选择的遗传机制和在人工选择下基因和基因组的变化、进化规律依然知之甚少，甚至比我们对自然选择机制的了解还少。随着基因组数据的大量积累和进化基因组学研究理论和技术的迅猛发展，现在我们已可以在基因组的大尺度水平系统研究人工选择的遗传作用机制。本研究课题计划通过对驯养生物及其野生种基因组水平的大规模比较分析，定义受人工选择作用的大量基因和基因组区域，归纳总结人工选择作用的遗传机制和一般规律，鉴别出一批与人工选择性状相关的重要基因，为遗传和基因工程育种提供重要的理论指导和基因资源。

4、其他进化基因组学研究课题，如动物毒素基因的起源进化、新性染色体的进化、新外显子的进化等。