牛帶絳蟲和亞洲帶絳蟲可引起人類帶絳蟲病（Taeniasis）及家畜囊尾蚴?。–ysticercosis），嚴(yán)重影響公共衛(wèi)生和食品安全。本研究利用二代測序技術(shù)對兩種絳蟲的基因組進(jìn)行了測序，分別得到了約169Mb和168Mb基因組草圖。
本研究從全基因組層面系統(tǒng)比較并確認(rèn)了亞洲帶絳蟲和牛帶絳蟲非常相近的進(jìn)化關(guān)系，推測出兩種絳蟲約在1.14百萬年前開始分化。結(jié)合人類演化、遷徙和家畜馴化歷史，揭示出亞洲帶絳蟲物種形成及擴(kuò)散跟直立人的狩獵行為、走出非洲過程等相關(guān)。
比較基因組分析發(fā)現(xiàn)，絳蟲基因組具有非常高的新基因產(chǎn)生速率。絳蟲的皮層表面特異性抗原成分編碼基因，尤其是參與免疫逃避等過程的相關(guān)基因，具有非常高的家族擴(kuò)增速率，并在絳蟲的不同枝系上被選擇性保留下來后快速分化。牛帶絳蟲和亞洲帶絳蟲對這些新基因的保留具顯著差異，說明這些成分很可能在絳蟲適應(yīng)不同宿主環(huán)境具有重要作用。同時，亞洲帶絳蟲的基因組比牛帶絳蟲具有更高的核苷酸進(jìn)化速率及基因家族擴(kuò)增/收縮速率。說明亞洲帶絳蟲基因組具有較高的進(jìn)化活力，可為完成新的生活史建立提供進(jìn)化基礎(chǔ)。
與牛帶絳蟲的牛肌肉嗜性不同，亞洲帶絳蟲囊尾蚴多發(fā)現(xiàn)于豬肝臟部位。研究發(fā)現(xiàn)，亞洲帶絳蟲的基因組中與脂質(zhì)吸收、轉(zhuǎn)運和代謝以及糖代謝相關(guān)的關(guān)鍵基因，與牛帶絳蟲相比發(fā)生了顯著的擴(kuò)增，且受到了較強(qiáng)正選擇壓力。推測這些基因很可能跟亞洲帶絳蟲適應(yīng)豬肝臟高脂高糖營養(yǎng)環(huán)境等嗜性相關(guān)。另外，與絳蟲的穩(wěn)態(tài)維持、免疫逃避、皮層保護(hù)等相關(guān)的基因也檢測到了強(qiáng)烈的正選擇信號，表明這些成分很可能在亞洲帶絳蟲完成宿主轉(zhuǎn)換過程中具有重要作用。
本研究還系統(tǒng)分析了寄生扁形動物的特殊的基因結(jié)構(gòu)模式，揭示了絳蟲特殊的內(nèi)含子進(jìn)化規(guī)律，并詳細(xì)地鑒定了眾多診斷靶標(biāo)、藥物靶標(biāo)和宿主互作蛋白，為牛帶絳蟲、亞洲帶絳蟲和豬帶絳蟲的鑒別診斷、疫苗及藥物研制等提供了數(shù)據(jù)平臺。
該項成果是在“國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)(項目編號：2015CB150300)”、“國家國際科技合作專項項目（項目編號：2013DFA31840）”、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程和家畜疫病病原生物學(xué)國家重點實驗室的支持下完成的。該研究由才學(xué)鵬研究員（通訊作者）主導(dǎo)，以王帥博士作為第一作者，與北京基因組研究所、美國Texas A&M大學(xué)及美國CDC等單位合作下完成。
