逍遥学能 2017-05-26 18:38
科学家完成蜈蚣基因组测序
包括贝勒医学院（BaylorCollegeofMedicine）在内的国际科学家团队完成了第一个多足纲节肢动物的基因组测序，该节肢动物为一种自己孵化卵的有毒蜈蚣。这一研究结果揭示了蜈蚣生物进化的历程及其独特的视力缺失与昼夜节律现象。
来自12个国家的100多名研究人员参与了这个项目，他们的研究成果发表于11月25日的PLOSBiology杂志。
论文的通讯作者、贝勒医学院人类基因组测序中心（HumanGenomeSequencingCenter）助理教授StephenRichards博士说：“这是第一个多足纲动物的基因组测序，也是节肢动物门四个纲中最后一个被测序的。节肢动物在科学研究中备受关注，这主要是由于它们比其他动物种群分化出了更多的种类，同时它们能通过各种各样的方式来适应环境，正因如此，它们遍布世界的每个角落。通过将多足纲动物的基因组与之前完成的其他节肢动物的基因组进行比对，我们对节肢动物物种的进化变异有了更深入的认识。”
以色列耶路撒冷希伯来大学（HebrewUniversityofJerusalem）的ArielChipman博士、英国圣安德鲁斯大学（TheUniversityofSt.Andrews）的DavidFerrier博士、英国剑桥大学（UniversityofCambridge）的MichaelAkam博士同Richards博士共同完成了这一研究工作。
希伯来大学副教授Chipman说：“节肢动物已经存在了5亿多年，但人们对于节肢动物不同类群间的关系以及该物种的早期进化历史并没有很好的研究。我们擅于对昆虫进行取样研究，但这是第一次对蜈蚣进行基因测序。蜈蚣是一种拥有平面身体重复结构但没有翅膀的简单节肢动物。这是节肢动物中相对保守的基因组，但这也并不意味着蜈蚣拥有最古老或者最原始的基因组，它仅仅是保留了比其它类群更多的古代特征罢了。”
Richards博士说：“化石证据显示，多足类是三种（从海洋）独立向内陆迁徙的节肢动物之一，另外两种分别是昆虫和蜘蛛。为了适应陆地的生活环境，它们不得不寻找一种方法来分别陆地空气中气体的化学成分，而不是像在水中一样靠嗅觉进行识别。该团队识别出较大的味觉受体基因扩张，他们猜测这是填补嗅觉受体在昆虫体内所扮演的嗅觉角色。这是不同类群平行进化的典型例子，在进化的过程中为了解决相同的问题它们使用了不同的方法。”
研究还发现了一个有趣的现象，被测序的蜈蚣在大约2亿年前失去了视力。基因组中没有仅与视觉相关的基因，有意思的是，与生物钟相关的基因也缺失了。生物钟主要用于调节睡眠，时差综合症就是由生物钟紊乱引起，生物钟主要利用光线的强弱来进行日夜的同步。
Chipman博士说：“这告诉我们进化是怎样进行的、物种的功能与形态是怎样改变的又是如何被保留的、其它的又是怎样失去的。然而，这也只是让我们对生物学有更好的理解，知道在过去悠久的历史长河中进化是如何进行的。”
另一位研究员、剑桥大学动物学系主任Akam博士说：“蜈蚣生活在地下，没有眼睛，因此许多光线受体基因缺失并不奇怪，但它们表现得就好像是在躲避光照。它们一定有某种替代方法来探测其是否暴露在光照下。蜈蚣似乎没有生物钟，或者即使有也一定是使用同其它动物完全不同的系统，这也很奇怪。”
Akam认为，蜈蚣的基因组序列不仅有科研价值。他解释说：“其中一些基因可能有直接的用途。所有的蜈蚣都向其猎物注入毒液使其麻痹，而毒液的成份通常用来制备特效药物。蜈蚣的基因组将有助于研究者发现这些毒液基因。”