作者:习丹义 陈彬 来源:中国科学报 发布时间:2018-10-23
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揭开鳞片背后的进化奥秘

 

■通讯员 习丹义 本报记者 陈彬

穿山甲(鳞片食蚁兽)是世界上最濒危的物种之一。它没有牙齿,几乎没有视觉,通常利用高度发达的嗅觉觅食蚂蚁。

近日,由西交利物浦大学医疗与技术研究中心主任朱绍和领导的国际研究小组对这种濒危动物的基因组进行了测序和研究,该研究成果将有助于人类对其他哺乳动物(包括人类自身)的免疫力建立更深入的了解。目前,该成果已在国际知名期刊《基因研究》上发表。

“我们已经完成了全球第一个穿山甲的全基因组测序及其基因组图谱。”朱绍和说,穿山甲全基因组测序在此之前一直未能实现,很大程度上是因为难以获得穿山甲的DNA样本。

由于选择性饮食习惯及免疫力低下的问题,穿山甲很难适应人工饲养。此外,穿山甲非常容易受到偷猎者的“光顾”。在越南和中国的部分地区,穿山甲被认为是一种美味佳肴,其鳞片作为传统中医药材,千百年来被用于治疗各种疾病。

“穿山甲的基因组相当庞大——几乎接近于人类基因组的规模,因此我们组建了一支国际科研团队,共同完成数据分析的工作。”朱绍和说。

由朱绍和领导的这一国际团队,尝试通过穿山甲基因组的测序及分析,更深入地了解这一濒危物种的遗传特质。他们还试图回答一个特定问题:是否有遗传证据支持“穿山甲鳞片的进化是为了保护它免受微生物感染”这一假设?

据朱绍和介绍,穿山甲是唯一有鳞片护体的哺乳动物。鳞片能保护穿山甲免受掠食者的攻击,这一点看起来很明显。但是,鳞片有助于改善穿山甲的免疫反应,这一功能却不是那么明显。

进化过程中发生的突变,可能导致某些基因变成假基因或丧失功能。研究小组证实,某些与穿山甲免疫力相关的基因就属于这种情况,包括基因干扰素ε(IFNE)。穿山甲的鳞片不仅可以帮助它抵御掠食动物攻击,还能保护它免受创伤和防止随后的微生物感染;从进化的角度来看,其鳞片的意义可能在一定程度上是为了抵消IFNE基因的功能缺失所导致的皮肤免疫功能下降。

“研究有一项重大发现:IFNE基因在我们所检测的两种穿山甲体内都呈现‘假基因化’、失去功能的状态,而这种基因在人体中能正常运作,并对皮肤和黏膜的免疫力发挥重要作用。”朱绍和解释道,“该基因在我们的皮肤表层,以及黏膜保护的肠道和肺部中表达,为试图进入体内的病原体设置了第一道防线。”

相关论文信息:

https://genome.altmetric.com/details/10379961

《中国科学报》 (2018-10-23 第8版 科创)
 
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