研究人員通過分析多個(gè)文昌魚(lancelet)基因組揭示了現(xiàn)代脊椎動(dòng)物減速的基因組進(jìn)化。研究結(jié)果在線發(fā)表在NatureCommunications雜志上。
在以往的研究中，科學(xué)家們對(duì)佛羅里達(dá)文昌魚基因組進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示這一脊索動(dòng)物沒有經(jīng)歷兩次全基因組倍增(2R-WGD)，但與脊椎動(dòng)物共享廣泛的基因組保守性，突顯出文昌魚是脊索動(dòng)物祖先狀態(tài)最佳的代表。
在這篇新文章中研究人員報(bào)告稱，他們測(cè)序和裝配了成年雄性中國(guó)白氏文昌魚(B.belcheri)的二倍體基因組。并生成了反映不同發(fā)育階段、組織和免疫反應(yīng)和14個(gè)轉(zhuǎn)錄組。此外，他們還對(duì)另外5種文昌魚進(jìn)行了全基因組重測(cè)序及亞硫酸鹽測(cè)序。結(jié)合這些新的數(shù)據(jù)與佛羅里達(dá)文昌魚基因組草圖，重新評(píng)估了文昌魚和主要脊索動(dòng)物譜系間不同遺傳事件的進(jìn)化速度。
通過比較多個(gè)文昌魚基因組，研究人員揭示出古老的脊椎動(dòng)物經(jīng)歷了高速的蛋白質(zhì)進(jìn)化、基因重排以及結(jié)構(gòu)域混編(domainshuffling)，但在有顎脊椎動(dòng)物和無顎脊椎動(dòng)物分歧之后這些進(jìn)化的速度顯著減慢。相比文昌魚，現(xiàn)代脊椎動(dòng)物顯示相對(duì)較少的蛋白質(zhì)多樣性，較少的核苷酸多態(tài)性、結(jié)構(gòu)域組合(domaincombinations)以及保守非編碼元件(CNE)?，F(xiàn)代脊椎動(dòng)物還喪失了大量的轉(zhuǎn)座子(TE)多樣性，而文昌魚則保留了高度的TE多樣性，其包含有長(zhǎng)期尋找的RAG轉(zhuǎn)座子。文昌魚還顯示出快速的基因代謝(geneturnover)，普遍的轉(zhuǎn)錄，后生動(dòng)物中最快速的外顯子混編，以及在其他無脊椎動(dòng)物中未看到的大量的TE甲基化。這些新的文昌魚基因組序列提供了有關(guān)脊索動(dòng)物祖先狀態(tài)和脊椎動(dòng)物進(jìn)化的一些重要新見解。
脊椎動(dòng)物包括魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類，根據(jù)不同地層中發(fā)現(xiàn)的化石，以及比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)方面的研究結(jié)果，都可以推斷脊椎動(dòng)物是由無脊椎動(dòng)物進(jìn)化而來的。但由于缺少堅(jiān)硬內(nèi)骨骼的動(dòng)物不易形成化石保存在地層中，所以至今未能找到無脊椎動(dòng)物與脊椎動(dòng)物之間的過渡類型的化石證據(jù)。
文昌魚又被稱為白氏文昌魚、蛞蝓魚、雙尖魚或海矛，其隸屬于脊索動(dòng)物門(Chordata)頭索動(dòng)物亞門(Cephalochordata)，是一種珍貴的海洋動(dòng)物?，F(xiàn)生動(dòng)物文昌魚不論在生活習(xí)性、胚胎發(fā)育、外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面，都既具有某些無脊椎動(dòng)物的特征，又具有某些脊椎動(dòng)物特征的雛形，是無脊椎動(dòng)物進(jìn)化到脊椎動(dòng)物過渡類型的典型代表，填補(bǔ)了兩者之間的空白，成為整個(gè)生物進(jìn)化史上一個(gè)不可缺少的一個(gè)“橋梁”，因此受到國(guó)內(nèi)外生物學(xué)界的高度重視，被動(dòng)物分類學(xué)家譽(yù)為“活化石”。 |
