研究人員通過分析多個文昌魚(lancelet)基因組揭示了現(xiàn)代脊椎動物減速的基因組進化。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)家們對佛羅里達文昌魚基因組進行了分析，結(jié)果顯示這一脊索動物沒有經(jīng)歷兩次全基因組倍增(2R-WGD)，但與脊椎動物共享廣泛的基因組保守性，突顯出文昌魚是脊索動物祖先狀態(tài)最佳的代表。
在這篇新文章中研究人員報告稱，他們測序和裝配了成年雄性中國白氏文昌魚(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個轉(zhuǎn)錄組。此外，他們還對另外5種文昌魚進行了全基因組重測序及亞硫酸鹽測序。結(jié)合這些新的數(shù)據(jù)與佛羅里達文昌魚基因組草圖，重新評估了文昌魚和主要脊索動物譜系間不同遺傳事件的進化速度。
通過比較多個文昌魚基因組，研究人員揭示出古老的脊椎動物經(jīng)歷了高速的蛋白質(zhì)進化、基因重排以及結(jié)構(gòu)域混編(domainshuffling)，但在有顎脊椎動物和無顎脊椎動物分歧之后這些進化的速度顯著減慢。相比文昌魚，現(xiàn)代脊椎動物顯示相對較少的蛋白質(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，后生動物中最快速的外顯子混編，以及在其他無脊椎動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)脊索動物祖先狀態(tài)和脊椎動物進化的一些重要新見解。
脊椎動物包括魚類、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，都可以推斷脊椎動物是由無脊椎動物進化而來的。但由于缺少堅硬內(nèi)骨骼的動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物與脊椎動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，其隸屬于脊索動物門(Chordata)頭索動物亞門(Cephalochordata)，是一種珍貴的海洋動物?，F(xiàn)生動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物的特征，又具有某些脊椎動物特征的雛形，是無脊椎動物進化到脊椎動物過渡類型的典型代表，填補了兩者之間的空白，成為整個生物進化史上一個不可缺少的一個“橋梁”，因此受到國內(nèi)外生物學(xué)界的高度重視，被動物分類學(xué)家譽為“活化石”。 |
