A 2.91-billion base pair (bp) consensus sequence of the euchromatic portion of the human genome was generated by the whole-genome shotgun sequencing method. The 14.8-billion bp DNA sequence was generated over 9 months from 27,271,853 high-quality sequence reads (5.11-fold coverage of the genome) from both ends of plasmid clones made from the DNA of five individuals. Two assembly strategies—a whole-genome assembly and a regional chromosome assembly—were used, each combining sequence data from Celera and the publicly funded genome effort. The public data were shredded into 550-bp segments to create a 2.9-fold coverage of those genome regions that had been sequenced, without including biases inherent in the cloning and assembly procedure used by the publicly funded group. This brought the effective coverage in the assemblies to eightfold, reducing the number and size of gaps in the final assembly over what would be obtained with 5.11-fold coverage. The two assembly strategies yielded very similar results that largely agree with independent mapping data. The assemblies effectively cover the euchromatic regions of the human chromosomes. More than 90% of the genome is in scaffold assemblies of 100,000 bp or more, and 25% of the genome is in scaffolds of 10 million bp or larger. Analysis of the genome sequence revealed 26,588 protein-encoding transcripts for which there was strong corroborating evidence and an additional ∼12,000 computationally derived genes with mouse matches or other weak supporting evidence. Although gene-dense clusters are obvious, almost half the genes are dispersed in low G+C sequence separated by large tracts of apparently noncoding sequence. Only 1.1% of the genome is spanned by exons, whereas 24% is in introns, with 75% of the genome being intergenic DNA. Duplications of segmental blocks, ranging in size up to chromosomal lengths, are abundant throughout the genome and reveal a complex evolutionary history. Comparative genomic analysis indicates vertebrate expansions of genes associated with neuronal function, with tissue-specific developmental regulation, and with the hemostasis and immune systems. DNA sequence comparisons between the consensus sequence and publicly funded genome data provided locations of 2.1 million single-nucleotide polymorphisms (SNPs). A random pair of human haploid genomes differed at a rate of 1 bp per 1250 on average, but there was marked heterogeneity in the level of polymorphism across the genome. Less than 1% of all SNPs resulted in variation in proteins, but the task of determining which SNPs have functional consequences remains an open challenge.

Even though human and chimpanzee gene sequences are nearly 99% identical, sequence comparisons can nevertheless be highly informative in identifying biologically important changes that have occurred since our ancestral lineages diverged. We analyzed alignments of 7645 chimpanzee gene sequences to their human and mouse orthologs. These three-species sequence alignments allowed us to identify genes undergoing natural selection along the human and chimp lineage by fitting models that include parameters specifying rates of synonymous and nonsynonymous nucleotide substitution. This evolutionary approach revealed an informative set of genes with significantly different patterns of substitution on the human lineage compared with the chimpanzee and mouse lineages. Partitions of genes into inferred biological classes identified accelerated evolution in several functional classes, including olfaction and nuclear transport. In addition to suggesting adaptive physiological differences between chimps and humans, human-accelerated genes are significantly more likely to underlie major known Mendelian disorders.

The high degree of similarity between the mouse and human genomes is demonstrated through analysis of the sequence of mouse chromosome 16 (Mmu 16), which was obtained as part of a whole-genome shotgun assembly of the mouse genome. The mouse genome is about 10% smaller than the human genome, owing to a lower repetitive DNA content. Comparison of the structure and protein-coding potential of Mmu 16 with that of the homologous segments of the human genome identifies regions of conserved synteny with human chromosomes (Hsa) 3, 8, 12, 16, 21, and 22. Gene content and order are highly conserved between Mmu 16 and the syntenic blocks of the human genome. Of the 731 predicted genes on Mmu 16, 509 align with orthologs on the corresponding portions of the human genome, 44 are likely paralogous to these genes, and 164 genes have homologs elsewhere in the human genome; there are 14 genes for which we could find no human counterpart.

Background: The same species of plant can exhibit highly diverse sizes and shapes of organs that are genetically determined. Defining genetic variation underlying this morphological diversity is an important objective in evolutionary studies and it also helps identify the functions of genes influencing plant growth and development. Extensive screens of mutagenised Arabidopsis populations have identified multiple genes and mechanisms affecting organ size and shape, but relatively few studies have exploited the rich diversity of natural populations to identify genes involved in growth control. Results: We screened a relatively well characterised collection of Arabidopsis thaliana ecotypes for variation in petal size. Association analyses identified sequence and gene expression variation on chromosome 4 that made a substantial contribution to differences in petal area. Variation in expression of At4g16850 (named as KSK), encoding a hypothetical protein, had a substantial role on variation in organ size by influencing cell size. Over-expression of KSK led to larger petals with larger cells and promoted the formation of stamenoid features. The expression of auxin-responsive genes known to limit cell growth was reduced in response to KSK over-expression. ANT expression was also reduced in KSK over-expression lines, consistent with altered floral identities. Auxin availability was reduced in KSK over-expressing cells, consistent with changes in auxin-responsive gene expression. KSK may therefore influence auxin availability during petal development. Conclusions: Understanding how genetic variation influences plant growth is important for both evolutionary and mechanistic studies. We used natural populations of Arabidopsis thaliana to identify sequence variation in a promoter region of Arabidopsis ecotypes that mediated differences in the expression of a previously uncharacterised membrane protein. This variation contributed to altered auxin availability and cell size during petal growth.