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人民網(wǎng)北京6月20日電 （記者趙竹青）記者從中國(guó)科學(xué)院獲悉，6月19日，中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所李家堂團(tuán)隊(duì)基于大規(guī)模多組學(xué)技術(shù)與基因編輯等研究手段，全面揭示了蛇類起源及特有表型演化的遺傳機(jī)制。相關(guān)論文發(fā)表于國(guó)際期刊《細(xì)胞》。
據(jù)介紹，全球蛇類約4000種，廣泛分布于除南極洲外的各大洲陸地和海洋，在進(jìn)化歷史上處于脊椎動(dòng)物演化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，是脊椎動(dòng)物的重要類群。蛇類演化出了四肢缺失、身體延長(zhǎng)、左右肺不對(duì)稱發(fā)育等特殊表型，揭示這些特殊表型的遺傳機(jī)制對(duì)理解脊椎動(dòng)物演化歷史具有重要意義。
本研究選取了全球極具代表性的不同支系的蛇類，結(jié)合多組學(xué)及基因編輯等多學(xué)科交叉研究手段，系統(tǒng)闡釋了蛇類的起源與特殊表型演化的遺傳機(jī)制。基于染色體水平蛇類基因組數(shù)據(jù)集構(gòu)建了迄今最有力的蛇類系統(tǒng)發(fā)育框架，推斷蛇類起源于約1.18億年前早白堊紀(jì)，支持了蛇類是由蜥蜴演化而來(lái)的假說(shuō)。
基于譜系基因組與基因編輯等研究發(fā)現(xiàn)，蛇類PTCH1蛋白特異性缺失的三個(gè)氨基酸殘基可能是其四肢缺失的重要遺傳機(jī)制之一。大量編碼及非編碼調(diào)控元件的快速演化驅(qū)動(dòng)了蛇類身體的延長(zhǎng)。為適應(yīng)身體延長(zhǎng)，蛇類的內(nèi)臟器官發(fā)生了不對(duì)稱發(fā)育，如其左肺大多趨近于退化，而右肺則較為發(fā)達(dá)。蛇類丟失了控制器官對(duì)稱發(fā)育的DNAH11和FXJ1B基因，是其左、右肺不對(duì)稱發(fā)育的重要遺傳因素。
此外，研究還探討了紅外感應(yīng)蛇類和穴居的盲蛇類物種特殊表型的演化遺傳機(jī)制。
李家堂表示，團(tuán)隊(duì)未來(lái)將聚焦開發(fā)玉米蛇為模式動(dòng)物并開展演化發(fā)育生物學(xué)研究。同時(shí)，圍繞蛇毒等重要遺傳資源的挖掘和運(yùn)用，為抗蛇毒血清及蛇毒衍生藥物的研發(fā)提供科學(xué)支撐。
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