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壁虎基因组破译揭示其生物特性

2015-11-25 浏览: 862 评论:0

摘要: 2015年11月24日,南通大学、华大基因、中国科学院成都生物研究所和浙江大学沃森基因组科学研究院联合完成了壁虎(Gekko japonicus)基因组测序,为了解壁虎的适应性进化和生物特性提供基础。最新研究成果今日发表于《自然通讯》。 爬行动物经历了3亿年...

2015年11月24日,南通大学、华大基因、中国科学院成都生物研究所和浙江大学沃森基因组科学研究院联合完成了壁虎(Gekko japonicus)基因组测序,为了解壁虎的适应性进化和生物特性提供基础。最新研究成果今日发表于《自然通讯》。

壁虎

爬行动物经历了3亿年的适应性进化,在形态上和生理上是最具多样性的四足动物。其中,有鳞目爬行动物是陆栖脊椎动物中最具多样性的,其主要分支——硬舌亚目(Scleroglossa)涵盖了近1450个物种和25%的蜥蜴。陆地壁虎科便是其一。壁虎进化出陆生的特性,如体型小、灵活、昼伏夜出等。因为刚毛的存在,大多数壁虎的脚趾具有粘附能力,可以在物体表面上垂直或倒挂,使他们更容易捕捉食物和躲避捕食者。遇到敌害时,他们会自切尾巴,并再生新的尾巴。为了解壁虎的适应性进化和生物特性,研究人员对壁虎进行了基因组测序和分析。

研究人员组装得到大小为2.55 Gb的壁虎基因组图谱并注解了22,487个基因。他们寻找了与粘附能力、夜视、高度发达的嗅觉和断尾再生能力相关的基因。

据了解,角蛋白基因的大规模复制对爬行动物和鸟类的体型、爪子、喙和羽毛的进化具有关键作用。本研究中,研究人员发现角蛋白基因的扩张形成了壁虎的粘附能力。而且角蛋白基因的复制和多样化也引起了壁虎刚毛的出现。

研究人员还发现了与壁虎断尾再生的相关基因,如参与前列腺素合成的PTGIS基因和PTGS1基因。此前已有研究发现,前列腺素代谢与多种组织的再生紧密相关。

通常情况下,一个嗅觉受体可以识别一个或几个气味。本研究发现壁虎的嗅觉受体基因具有多样性。嗅觉受体基因的数量多说明壁虎的嗅觉能力的相对提高。此外,研究还发现视蛋白基因的进化与壁虎视觉适应性密切相关。

来自南通大学的主要研究人员杨建、华大基因项目负责人杨林峰表示,本次基因组学研究,从多个方面研究了壁虎的生物学特性,为爬行动物及其适应性进化相关研究提供了宝贵的资源,同时对于断肢再生和再生医学的相关研究也有重要意义。