青藏高原溫泉蛇適應(yīng)極端環(huán)境遺傳機(jī)制破解
2018-08-02 11:58:03 來源:科技日?qǐng)?bào)

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  科技日?qǐng)?bào)成都8月1日電 (記者盛利)為什么牦牛等生物可以在強(qiáng)輻射、缺氧等極端環(huán)境中繁衍生息?它們的基因結(jié)構(gòu)有哪些不同?記者1日從中科院成都生物所獲悉,我國科學(xué)家已首次完成全球海拔分布最高的青藏高原溫泉蛇基因組測(cè)序,解析了這種變溫動(dòng)物適應(yīng)高海拔極端環(huán)境的遺傳機(jī)制。

  由于極端環(huán)境生物的生活環(huán)境獨(dú)特,因此長期的適應(yīng)性進(jìn)化使得它們?cè)诨蚪Y(jié)構(gòu)組成、酶特性及代謝功能等方面均不同于其它生物。作為我國特有珍稀保護(hù)物種,在青藏高原海拔3500米至4400米區(qū)域的溫泉附近石堆、水邊和沼澤草甸中生存的溫泉蛇,是世界上分布海拔最高的蛇類之一。

  科學(xué)家通過對(duì)溫泉蛇進(jìn)行全基因測(cè)序,在高海拔溫泉蛇屬3個(gè)物種中,發(fā)現(xiàn)了27個(gè)不同蛋白中的27個(gè)共有氨基酸替換,而這項(xiàng)基因突變則大多與免疫、低氧適應(yīng)應(yīng)答和DNA修復(fù)等功能相關(guān)。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn),與DNA修復(fù)相關(guān)的FEN1基因的突變型,在紫外照射下具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性,推測(cè)這種基因突變有助于溫泉蛇屬物種在高海拔環(huán)境中對(duì)紫外線的抵抗。此外,溫泉蛇EPAS1基因的突變,減弱了其調(diào)節(jié)下游基因紅細(xì)胞生成素表達(dá)的能力,進(jìn)而導(dǎo)致溫泉蛇血紅蛋白濃度處于較低水平,是溫泉蛇適應(yīng)高海拔低氧條件的重要原因。

  “青藏高原是一座研究生物適應(yīng)高原環(huán)境變化機(jī)制的自然實(shí)驗(yàn)室。從恒溫動(dòng)物和變溫動(dòng)物等方面,綜合開展高原極端環(huán)境的遺傳機(jī)制研究,將為人類高原病的預(yù)防和治療提供一定參考。”探究團(tuán)隊(duì)牽頭人、中國科學(xué)院成都生物研究所研究員李家堂說。

  目前,其相關(guān)研究成果《比較基因組學(xué)研究解析變溫動(dòng)物蛇類對(duì)高海拔環(huán)境的適應(yīng)》已在國際學(xué)術(shù)期刊《美國科學(xué)院院刊》在線發(fā)表。

 

 

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