顾晓松教授团队壁虎基因组工作揭示断尾再生和攀爬能力的演化
发布时间:2015-11-30 访问次数:

神经再生重点实验室顾晓松教授及其研究团队与华大基因杨焕明院士团队合作,对一只成年雄性多疣壁虎进行了全基因组测序并注释了其基因集,进一步的比较基因组分析揭示了壁虎强大的断尾再生能力、光滑表面的攀爬能力所涉及的相关基因及其演化特点。相关研究结果24日在线发表于著名学术刊物《自然—通讯》

壁虎是爬行动物中一个古老而重要的类群,在其漫长的演化过程中形成了一些独特的能力,最广为人知的是断尾再生能力和光滑表面的攀爬能力。壁虎的这些有趣的特征引起了众多科学家的关注并开展了广泛的研究,但是对于这些现象产生的遗传学机制,尤其是在基因组层面的机制尚不清楚。

该研究获得了一个多疣壁虎25.5亿对碱基的全基因组序列,对其中的22487个基因进行了功能注释。研究团队从适应性进化的角度分析了与壁虎尾巴再生相关的基因,并从转录组水平检测了这些基因的表达谱。该研究还发现,β-角蛋白基因家族的扩增和刚毛的形成密切相关,脚趾上密集排列的刚毛是壁虎攀爬能力的结构基础。分析表明多疣壁虎的β-角蛋白基因经过两次显著的基因扩增,其第一次的扩增时间和已有壁虎的最早化石记录相吻合。该研究还对多疣壁虎夜视能力和多样性嗅觉能力的形成和演化进行了解析。

研究人员表示,多疣壁虎的基因组序列是首个获得的壁虎科物种的全基因组序列,这些研究结果有助于深入了解爬行动物的演化历史。更为重要的是,这项研究从再生能力的系统演化视角为再生医学提供了新的知识,并为仿生黏合技术的发展提供新的内容。


该项研究工作得到了国家科技部、国家基金委、江苏省优势学科的资助。

文章链接:http://www.nature.com/ncomms/2015/151124/ncomms10033/full/ncomms10033.html



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