一只传奇雪橇犬的基因故事

本文转自：科技日报

一只传奇雪橇犬的基因故事

为理解生物学和进化史揭开新篇章

巴尔托于1933年在克利夫兰动物园去世后，其标本在克利夫兰自然历史博物馆展出。图片来源：克利夫兰自然历史博物馆

【今日视点】

◎本报记者 张梦然

自从20多年前科学家首次读取果蝇的遗传密码草图以来，基因组学领域开始在理解生物学基本问题方面取得重大飞跃。

如今，来自50家机构的150多名研究人员在最新一期《科学》杂志特刊上发表了11篇不同的论文，带来了“人畜共患病项目”的新见解。

这11篇论文，是人类利用新遗传数据开展研究的一个范本，它们展示了此类大型联盟和基础数据集的真正重要性。

此次有两篇论文展示了在单个物种（例如濒临灭绝物种）甚至个体DNA的基因组中，科学家能发掘到的最大价值。其中一个研究对象——雪橇犬巴尔托更是广为人知，它在书籍影视作品中已成为不朽形象：巴尔托在1925年的冬天穿越了阿拉斯加荒野，正是这次史诗般的旅程，将拯救人类生命的白喉血清成功带到了阿拉斯加的诺姆。

仅用一只雪橇犬，完成一个大项目

巴尔托项目的起源实际上可追溯至几年前。美国康奈尔大学动物遗传学家希瑟·休森在一次会议上发表演讲时，听众想知道是否有可能从保存下来的兽皮中提取和分析DNA，他们想到一个潜在的研究对象——巴尔托，它的标本陈列在克利夫兰自然历史博物馆中。

休森在贝丝·夏皮罗——一位曾经揭示乳齿象等已灭绝生物遗传秘密的先驱的帮助下，成功拿到了巴尔托皮肤样本并提取了DNA，随后通过复杂的遗传分析“阅读”了巴尔托的DNA片段代码，次数足以覆盖它的整个基因组40次。

通常，科学家要通过分析不同个体之间的遗传变异，才能真正了解一个物种的遗传秘密。但巴尔托只是单一个体，因此这次的挑战就在于：如何仅用一只狗就完成一个基因项目。

研究团队有一张王牌：除了能将雪橇犬的基因组与“人畜共患病项目”中的240种哺乳动物进行比较外，他们还可利用到一个基因库，该库拥有来自各品种的682只狗的完整基因组。

巴尔托项目成为一个将这两个数据集结合在一起的机会。

基因学描绘出更真实的肖像

使用巴尔托基因中的信息，马萨诸塞大学医学院卡尔森实验室科学家重建了它的精确外貌，基因预测出这只狗的精准身高，判断出它的黑色皮毛边缘有棕褐色斑点的事实，而这些细节不会出现在以往图片中。

这只狗狗离世将近100年了，现在，它证实了科学家可使用基因组学，准确描绘那些已长期灭绝且没有图片的物种的真实面貌。

巴尔托的DNA中还有许多待挖掘的科学宝藏。这只狗于1919年出生，是从西伯利亚进口的犬种的后代，与一些现代纯品种相比，它的有害基因更少，其组织发育基因显示了肌肉、新陈代谢和耗氧方面的特点，这些促成了它在恶劣环境中的适应性。

同时，遗传学分析也能揭示巴尔托的局限性。它韧性十足，有很强的耐力，但无法跑得很快。

巴尔托和多哥共谱传奇

诺姆这座小镇位于北极圈以南约2度的位置。上世纪20年代虽然已有飞机和火车，但能覆盖的地方比较有限，在当地，很多物资都要靠雪橇队运送。

1925年1月24日，诺姆小镇的儿童遭遇流行病白喉的袭击。当时已有5名儿童因病去世，还有20多名染病儿童处于生死一线。拯救孩子们的希望就是血清，但诺姆没有，最近的血清位于1000多公里外。雪上加霜的是，一场巨大的暴风雪让飞机和火车都派不上用场。

20名雪橇手和150只雪橇犬组成了20支队伍，决定用接力的方式传递血清。血清保质期只有6天，这场接力不但紧急且面临各种天灾磨难，但最终，他们拯救了孩子们的生命，一场白喉大暴发被扼杀在了摇篮里。

事实上，雪橇犬专家们也知道，巴尔托并不是这次伟大“救生之旅”的唯一英雄。

这一荣誉还应属于一只名叫“多哥”的犬，是它带领着队伍完成了全程1085公里长途跋涉中最长的一段接力——惊人的425公里，而巴尔托在风雪中人类无法辨别方向的情况下，带领着队伍跑完了最后一段的85公里。

因此研究人员建议，接下来应从诺姆保存的多哥遗骸中获取样本，为这部犬类遗传大剧的下一章节揭幕。