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中韩科学家破译小须鲸全基因组图谱

2019/06/09 来源:东城信息港

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据华大基因研究院该项目负责人光宣敏25日介绍,一直以来,人们都痴迷于海洋生物是如何演化为陆生生物。而鲸类的进化却反其道而行之,由陆生向水生演化,与陆生偶蹄动物如牛、猪等拥有一个共同的祖先——一种现已灭绝的类似鹿的半水生哺乳动物Indohyus。在大约5400万年前,Indohyus进化为两个分支:一支渐渐习惯了水生生活终进化成今天的鲸,而另一支则坚持陆地生活,成为陆生偶蹄类哺乳动物。

鲸类为了全方位地适应深海缺氧、高压强、高盐以及完全水生的生活环境,其生理习性及生态发生了很多改变,但仍保留了部分与陆地哺乳动物相同的生理特征,例如肺呼吸。

在本研究中,科研人员对从一只雄性小须鲸肌肉中提取的DNA进行了高深度全基因组从头(denovo)测序,并同时对三只小须鲸、一只长须鲸,一只宽吻海豚和一只江豚进行了重测序研究。通过比较分析发现,小须鲸、宽吻海豚、猪和牛共有9848个直系同源基因家族,其中小须鲸的特异基因家族数为494。与非鲸哺乳动物相比,鲸类中有特异突变位点氨基酸的基因总数为4773,其中695个基因上发现了功能性的氨基酸突变,小须鲸中有特异突变氨基酸的基因数为574。

在缺氧环境下,机体容易受到活性氧化物的攻击,而谷胱甘肽是机体内活性氧的清道夫。研究者们发现鲸类基因组中许多与谷胱甘肽代谢相关的基因都发生了特异性的氨基酸突变,因此鲸类中可能存在更强的谷胱甘肽代谢能力。

此外,科研人员还发现了一些鲸类为适应深海环境而发生了改变的基因,与毛发形成相关的角蛋白基因家族发生了显著的收缩,而与水生生活相适应的一些Hox家族在进化的过程中受到了正向选择。(完)

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