硬骨鱼基因组加倍 基因组剖析发现硬骨鱼体型庞大的奥秘

2018-04-25 - 硬骨鱼

央广网深圳9月10日消息(记者郑柱子 通讯员刘旭林)来自深圳国家基因库和新加坡A*STAR研究所的研究人员,包括诺贝尔奖获得者Sydney Brenner在内组成的研究团队首次破译了世界上最大的硬骨鱼--翻车鱼(Mola mola, 又称海洋太阳鱼)的基因组,并在开放期刊GigaScience上公布了其研究成果。

硬骨鱼基因组加倍 基因组剖析发现硬骨鱼体型庞大的奥秘
硬骨鱼基因组加倍 基因组剖析发现硬骨鱼体型庞大的奥秘

翻车鱼基因组研究发现了许多特异性的基因变化,这些变化也许可以解释其快速的生长速率、巨大的体形和不同寻常的骨骼形态。

翻车鱼广泛分布于地中海和大西洋这样的热带和温带海域,可长成2.7米长,2.3吨重的巨型体形。尽管翻车鱼的主要食物来源是营养贫瘠的水母,它却可以以大约每天1公斤的惊人速率生长。而其他的鱼类每天只生长0.02到0.5公斤。除了惊人的生长速率,雌性翻车鱼可以产生比其他任何已知脊椎动物更多的卵(一次可达3亿个)。此外缺少尾鳍的翻车鱼,外观奇特,看起来像是被截断了。

硬骨鱼基因组加倍 基因组剖析发现硬骨鱼体型庞大的奥秘
硬骨鱼基因组加倍 基因组剖析发现硬骨鱼体型庞大的奥秘

项目发起人和共同负责人、来自新加坡A*STAR 研究所的Byrappa Venkatesh说:“我们在2002年对河豚(Takifugu rubripes)进行了全基因组测序,在当时是第二个测了全基因组的脊椎动物。河豚和翻车鱼属于同一目但在形态上有明显的不同。所以为了找出翻车鱼所发生的遗传变化,我们针对翻车鱼进行全基因组测序并和河豚的基因组进行比较,这可以为我们研究翻车鱼及其特异的表型提供线索。”

硬骨鱼基因组加倍 基因组剖析发现硬骨鱼体型庞大的奥秘
硬骨鱼基因组加倍 基因组剖析发现硬骨鱼体型庞大的奥秘

Hox基因簇控制生物体头尾轴的发育体制,调控胚胎的不同截断发育成为特定的身体部位,比如头、胸部、腹部。研究人员推测,翻车鱼不同寻常的体形可能是由于Hox基因的丢失。然而他们惊讶地发现,事实并非如此,翻车鱼拥有和河豚类似的Hox基因簇,但不能排除这可能是Hox基因簇在翻车鱼里有不同的调控方式。

硬骨鱼基因组加倍 基因组剖析发现硬骨鱼体型庞大的奥秘

通过重点研究翻车鱼快速的生长速率和独特体形的遗传背景,该项目的负责人潘海林指出:“相比其他的硬骨鱼,一些和生长激素信号通路相关的基因在翻车鱼里面发生快速进化,这也许可以解释翻车鱼如此巨大的体形和快速的生长速率。”

硬骨鱼基因组加倍 基因组剖析发现硬骨鱼体型庞大的奥秘

不像其他的硬骨鱼,翻车鱼的骨架主要是由软骨而不是硬骨构成。为了研究这个问题,研究人员分析了与骨头形成相关的基因。深圳国家基因库副主任、该项目的共同负责人张国捷表示:“我们发现软骨形成编码基因在翻车鱼里面发生了特异性的改变。这些变异更有利于软骨的发育,使得体形巨大的翻车鱼的骨架主要由软骨构成。”

该项目的研究人员表明,利用翻车鱼的基因组来研究其不同寻常的体形、大小和骨骼背后的遗传变化会加速将来对翻车鱼的深入研究,同时促进翻车鱼特异表型背后的遗传机制的研究。

研究人员还表示,找出翻车鱼更多的特有遗传变化的方法之一是对更多近缘物种进行全基因组测序,比如刺鲀、箱鲀、鳞鲀和三刺鲀。

相关阅读
  • 气阴两虚的症状中药方 主治心火妄动气阴两虚清心莲子饮

    气阴两虚的症状中药方 主治心火妄动气阴两虚清心莲子饮

    2018-05-21

    清心莲子饮源自于《太平惠民合剂局方》,组成为黄芩、麦门冬、地骨皮、车前子、甘草(炙)、石莲肉、茯苓、黄芪、人参。发热加柴胡、薄荷煎。经后世许多医家广泛应用至今,笔者导师黑龙江省中医研究院张佩青教授继承国医大师、中医肾病专家张琪教授应用本方的经验。

  • 胆汁返流会胃疼 慢性萎缩性胃炎伴胆汁返流胃疼了好长时间

    胆汁返流会胃疼 慢性萎缩性胃炎伴胆汁返流胃疼了好长时间

    2018-07-17

    症状起因本综合征的发生首先要有幽门功能丧失或幽门关闭不全的基本条件,如在胃切除或胃肠吻合术后,胆汁可直接返流入胃某些病人并无手术史,十二指肠内容物可通过关闭不全的幽门返流入胃,引起返流性胃炎。胆囊切除后。

  • 硬骨鱼软骨鱼 科学家或发现软骨鱼硬骨鱼共同祖先

    硬骨鱼软骨鱼 科学家或发现软骨鱼硬骨鱼共同祖先

    2018-04-25

    当提到绘制生命之树时,人类与鲨鱼之间最重要的区别不是四肢和鳍甚至肺和腮,所有的区别都可以归结到两者的骨骼。鲨鱼的骨骼是由软骨构成的,它们被称为软骨鱼类。然而同硬骨鱼一样,人类以及其他大多数现存的脊椎动物则都属于另一类别mdashmdash这些生物的骨骼是由硬骨构成的。

  • 硬骨鱼的目 研究揭示硬骨鱼类崛起之路

    硬骨鱼的目 研究揭示硬骨鱼类崛起之路

    2018-04-25

    中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏团队卢静等,联合英国牛津大学、美国密歇根大学学者,对云南昭通早泥盆世布拉格期(约4.1亿年前)一新的基干肉鳍鱼类短耳褶纹鱼(Ptyctolepis brachynotus gen。