中國科學家首次揭示世界上海拔分布最高的蛇類基因組

溫泉蛇。 黃松 攝

中新網成都8月1日電 (記者 賀劭清)記者8月1日從中國科學院成都生物研究所獲悉，北京時間2018年8月1日凌晨，國際學術期刊PNAS(《美國科學院院刊》)在線發表了中國科學家關於溫泉蛇研究的最新成果「比較基因組學研究解析變溫動物蛇類對高海拔環境的適應」。

溫泉蛇。 黃松 攝

該研究由中國科學院成都生物研究所李家堂和中國科學院昆明動物研究所張亞平等研究團隊共同完成，以分布於青藏高原的溫泉蛇為研究對象，解析了蛇類這種變溫動物適應高海拔極端環境的遺傳機制，是中國科學家首次揭示世界上海拔分布最高的蛇類基因組。

據了解，大多數生物通常都對其生存環境有一定要求，超出適宜的範圍就難以存活。但有一些生物卻可以在強輻射、缺氧等極端環境中繁衍生息，這類生物被稱為「極端環境生物」。中國特有的珍稀保護物種溫泉蛇生活於青藏高原海拔範圍3500至4400米的地區，就屬於此類。

科研人員進行實驗觀察。 鍾欣 攝

「青藏高原寒冷、氧分壓低、紫外線輻射強烈，許多地方不適宜人類居住，甚至是生命禁區，但青藏高原同時也孕育了很多高原特有物種。」中國科學院成都生物研究所研究員李家堂介紹，之前科學家對青藏高原的研究都集中在恆溫動物對高原的適應上，缺乏對高原變溫動物適應高原環境遺傳機制的研究，而溫泉蛇為科學家揭開變溫動物高海拔適應之謎提供了良好的動物模型。

中國科學家通過對溫泉蛇進行全基因測序，將得到的全基因組序列和同屬物種及親緣關係較近的低海拔物種全基因組進行重測序，融合已發表的9個低海拔物種全基因組序列，利用比較基因組學分析，在高海拔溫泉蛇中發現了27個不同蛋白中的27個共有氨基酸替換。

溫泉蛇。 王聿凡 攝

實驗表明，溫泉蛇與DNA修復相關的FEN1基因的突變型相對於低海拔物種基因類型在紫外照射下具有更強的穩定性。科研人員推測，這種突變有助於溫泉蛇屬物種在高海拔環境中對紫外線的抵抗。此外溫泉蛇EPAS1基因的突變減弱了其調節下游基因紅細胞生成素表達的能力，進而導致溫泉蛇血紅蛋白濃度處於較低水平，是溫泉蛇適應高海拔低氧條件的重要原因。

李家堂介紹，極端的高原環境可能會對進入高原的人類造成嚴重的高原反應，甚至引發高原病，從恆溫動物和變溫動物綜合開展高原極端環境的遺傳機制研究將為人類高原病的預防和治療提供一定的參考價值。(完)

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