鐵布衫的鼻祖:香港科技大學解碼“海洋穿山甲”基因組_風聞
谭婧在充电-谭婧在充电官方账号-偏爱人工智能(数据、算法、算力、场景)。-2020-05-29 00:46
原創:朱潔瀅博士,譚婧
鱗狀腳蝸牛,這是一種罕見的蝸牛。
它的家很特殊,在科學家稱之為“生命起源”的深海熱噴口中,這種深海熱噴口曾被認為是不可能的生存環境。
有鱗的腳蝸牛,也被稱為“海洋穿山甲”,它生活在如此艱苦的環境中,是海洋科學家特別感興趣的。基因排序的研究往往能為生物醫學或其他方面帶來突破,例如一種生活於海底熱泉的微生物,其產生的酶除被應用作檢測艾滋病及沙士病毒以外,近日亦獲應用於檢測新型冠狀病毒。
香港科技大學的研究人員首次解碼了鱗狀腳蝸牛基因組,揭開這個獨特生物的基因組,不僅能揭示幾十億年前生命是如何進化的,而且也將為保護這些古老生物提供的潛在補救措施,奠定基礎。
儘管極端環境的特點是高壓、高温、強酸性和低氧氣水平,這與史前時期的生活條件相似,但熱噴口藴藏着大量生物,其中大多數生物具有巨大的生物醫學和其他應用潛力。
有鱗的腳蝸牛是現存唯一的擁有盔甲狀的鱗片的腹足類動物(一種主要的無脊椎動物,通常包括蝸牛和蛞蝓)。
這是在5.4億年前寒武紀時期腹足類動物的一個非常常見的特徵。
這種蝸牛也是世界上已知的唯一一種將鐵融入其外骨骼的生物,也是過去十年(2007-2017年)十大令人震驚的海洋物種之一。
金鐘罩鐵布衫的鼻祖,想必就是這位了吧?再下,失敬了。
然而,人們對它的基因組和不尋常的形態知之甚少,因為這種生物極難定位和收集。
最近,由科大海洋科學系及生命科學部講座教授,錢培元教授率領的研究小組,與日本海洋地球科學技術廳(JAMSTEC)的研究人員合作,成功地從印度洋海平面以下2900米處採集了20只這種腳上有鱗的蝸牛,並分析了蝸牛的基因組序列。
與許多科學家的預期相反,該生物沒有什麼導致其奇特的形態的新的特殊基因,研究小組實際上發現,這種蝸牛的所有基因已經存在於其他軟體動物中,如魷魚和珍珠牡蠣,而蝸牛的基因序列在整個進化過程中幾乎保持不變。
是的,幾乎保持不變。
研究小組發現,25種轉錄因子(一種調節許多下游基因表達水平的關鍵蛋白質)有助於蝸牛的鱗片和殼的形成,它們也有助於軟體動物許多其他獨特的硬部分的形成,如腹足動物的鰓蓋、魷魚的喙、甲殼素中的小刺或南美錐蟲多毛類。
“雖然沒有發現新的基因,但我們的研究為生物礦化提供了有價值的見解——一個基因組合的聚集、定位和開關的過程,定義了一個物種的形態,”
同時也是大衞馮漢斯曼理學講座教授的錢培元教授説。
“揭開有鱗足蝸牛的基因組,使我們對軟體動物的遺傳機制有了更深入的瞭解,奠定了基因基礎,為應用鋪平了道路。一個可能的方向是他們的鐵殼如何承受重擊,這可以為我們提供更具保護性的裝甲製造方法的見解。”
這些發現最近發表在科學雜誌《自然通訊》上。(完)
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