基因組剖析發現硬骨魚體型龐大的奧秘

央廣網深圳9月10日消息（記者鄭柱子 通訊員劉旭林）來自深圳國家基因庫和新加坡A*STAR研究所的研究人員，包括諾貝爾獎獲得者Sydney Brenner在內組成的研究團隊首次破譯了世界上最大的硬骨魚--翻車魚（Mola mola, 又稱海洋太陽魚）的基因組，並在開放期刊GigaScience上公布了其研究成果。

翻車魚基因組研究發現了許多特異性的基因變化，這些變化也許可以解釋其快速的生長速率、巨大的體形和不同尋常的骨骼形態。

翻車魚廣泛分布於地中海和大西洋這樣的熱帶和溫帶海域，可長成2.7米長，2.3噸重的巨型體形。儘管翻車魚的主要食物來源是營養貧瘠的水母，它卻可以以大約每天1公斤的驚人速率生長。而其他的魚類每天只生長0.02到0.5公斤。除了驚人的生長速率，雌性翻車魚可以產生比其他任何已知脊椎動物更多的卵（一次可達3億個）。此外缺少尾鰭的翻車魚，外觀奇特，看起來像是被截斷了。

項目發起人和共同負責人、來自新加坡A*STAR 研究所的Byrappa Venkatesh說：「我們在2002年對河豚(Takifugu rubripes)進行了全基因組測序，在當時是第二個測了全基因組的脊椎動物。河豚和翻車魚屬於同一目但在形態上有明顯的不同。所以為了找出翻車魚所發生的遺傳變化，我們針對翻車魚進行全基因組測序並和河豚的基因組進行比較，這可以為我們研究翻車魚及其特異的表型提供線索。」

Hox基因簇控制生物體頭尾軸的發育體制，調控胚胎的不同截斷髮育成為特定的身體部位，比如頭、胸部、腹部。研究人員推測，翻車魚不同尋常的體形可能是由於Hox基因的丟失。然而他們驚訝地發現，事實並非如此，翻車魚擁有和河豚類似的Hox基因簇，但不能排除這可能是Hox基因簇在翻車魚里有不同的調控方式。

通過重點研究翻車魚快速的生長速率和獨特體形的遺傳背景，該項目的負責人潘海林指出：「相比其他的硬骨魚，一些和生長激素信號通路相關的基因在翻車魚裡面發生快速進化，這也許可以解釋翻車魚如此巨大的體形和快速的生長速率。」

不像其他的硬骨魚，翻車魚的骨架主要是由軟骨而不是硬骨構成。為了研究這個問題，研究人員分析了與骨頭形成相關的基因。深圳國家基因庫副主任、該項目的共同負責人張國捷表示：「我們發現軟骨形成編碼基因在翻車魚裡面發生了特異性的改變。這些變異更有利於軟骨的發育，使得體形巨大的翻車魚的骨架主要由軟骨構成。」

該項目的研究人員表明，利用翻車魚的基因組來研究其不同尋常的體形、大小和骨骼背後的遺傳變化會加速將來對翻車魚的深入研究，同時促進翻車魚特異表型背後的遺傳機制的研究。

研究人員還表示，找出翻車魚更多的特有遺傳變化的方法之一是對更多近緣物種進行全基因組測序，比如刺魨、箱魨、鱗魨和三刺魨。

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