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【科技前沿】蛇類起源與演化機(jī)制被揭示

發(fā)布日期： 2023-06-20 07:03:47 來源：光明網(wǎng)-《光明日?qǐng)?bào)》

(資料圖片僅供參考)

【科技前沿】

光明日?qǐng)?bào)北京6月19日電（記者齊芳）蛇類是地球上進(jìn)化較為成功的脊椎動(dòng)物之一——分布在除南極洲外的各大洲陸地和海洋，并進(jìn)化出諸如感受紅外線、毒液等“超能力”。然而，關(guān)于蛇類的演化卻一直是個(gè)謎題。中國科學(xué)院成都生物研究所李家堂團(tuán)隊(duì)基于大規(guī)模多組學(xué)技術(shù)與基因編輯等研究手段，全面揭示了蛇類起源及特殊表型演化的遺傳機(jī)制。研究支持了蛇類是由蜥蜴演化而來的假說，并從遺傳角度揭示了蛇類四肢喪失、紅外感應(yīng)“超能力”等產(chǎn)生的重要原因。相關(guān)論文發(fā)表在19日出版的國際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上。

李家堂解釋：“我們的研究選取了全球極具代表性的不同支系的蛇類，基于染色體水平蛇類基因組數(shù)據(jù)集構(gòu)建了有力的蛇類系統(tǒng)學(xué)框架，推斷蛇類起源于約1.18億年前早白堊紀(jì)，支持了蛇類是由蜥蜴演化而來的假說。”

同時(shí)，研究者整合多維度遺傳數(shù)據(jù)及基因編輯等交叉研究手段，系統(tǒng)闡釋了蛇類的起源與特有表型的演化遺傳機(jī)制。為何蛇類四肢缺失？可能是因?yàn)樗鼈兊腜TCH1蛋白特異性缺失了三個(gè)氨基酸殘基。為何蛇類僅有一側(cè)肺存在？可能是因?yàn)樗鼈儊G失了控制器官對(duì)稱發(fā)育的DNAH11和FXJ1B基因。為什么有的蛇類能夠感知紅外線？可能是因?yàn)榫幋a基因和非編碼調(diào)控元件的趨同演化，使它們獲得了感知紅外光譜的“超能力”。

李家堂介紹，下一步，團(tuán)隊(duì)將聚焦開發(fā)玉米蛇為模式動(dòng)物，并開展演化發(fā)育生物學(xué)研究。同時(shí)，圍繞蛇毒等重要遺傳資源的挖掘和運(yùn)用，為抗蛇毒血清及蛇毒衍生藥物的研發(fā)提供科學(xué)支撐。

“我們之所以研究蛇類，是因?yàn)樗鼈冊(cè)谶M(jìn)化歷史上處于脊椎動(dòng)物演化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，是脊椎動(dòng)物中的重要類群。”李家堂說，“研究率先啟動(dòng)了全球蛇類大規(guī)模組學(xué)研究，闡明了蛇類一些特殊表型的遺傳機(jī)制，對(duì)理解脊椎動(dòng)物復(fù)雜表型的演化具有重要意義，將為人類相關(guān)疾病的防治提供重要科學(xué)支撐，推動(dòng)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展?！?/p>