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Nature新文章：解碼姥鯊基因組
2014-1-10 閱讀(409)
一個(gè)研究人員小組對(duì)姥鯊（elephant shark）的基因組進(jìn)行了測(cè)序和分析。將其與人類和其他脊椎動(dòng)物的基因組進(jìn)行比較，揭示出了為何鯊魚的骨架主要是由軟骨構(gòu)成，而不像人類的骨架一樣是由骨骼構(gòu)成，以及鯊魚的免疫系統(tǒng)相比人類要簡(jiǎn)單得多的原因。Byrappa Venkatesh和他的同事們將這些研究結(jié)果發(fā)表在一期的《自然》（Nature）雜志上。
通過對(duì)免疫系統(tǒng)進(jìn)行分析，研究人員意外地發(fā)現(xiàn)鯊魚似乎沒有稱之為輔助性T淋巴細(xì)胞（T-helper lymphocyte）的特殊細(xì)胞類型，直到現(xiàn)在人們都認(rèn)為在脊椎動(dòng)物中輔助性T淋巴細(xì)胞對(duì)抵御病毒/細(xì)菌感染及預(yù)防糖尿病和風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等自身免疫反應(yīng)起至關(guān)重要的作用。
盡管鯊魚免疫系統(tǒng)的構(gòu)造看似原始，但它卻顯示強(qiáng)大的免疫防御能力且長(zhǎng)壽。論文的共同作者、德國(guó)馬克思普朗克免疫生物學(xué)和表觀遺傳學(xué)研究所所長(zhǎng)Thomas Boehm說：“姥鯊免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與哺乳動(dòng)物有很大的不同。很明顯，沒有這種特殊的細(xì)胞類型鯊魚也能夠有效地應(yīng)對(duì)各種類型的感染。這表明，自然可以為同樣的問題提供不同的解決方案當(dāng)艾滋病患者體內(nèi)的輔助性T細(xì)胞遭到破壞時(shí)，他們會(huì)死于病毒和細(xì)菌感染。直到現(xiàn)在，人們都認(rèn)為這些細(xì)胞對(duì)于免疫系統(tǒng)至關(guān)重要。新研究結(jié)果挑戰(zhàn)了人們長(zhǎng)期以來的認(rèn)知，為開發(fā)出非直觀的策略來調(diào)節(jié)人類免疫功能開啟了一條從所未有的途徑。
研究人員還調(diào)查了包括姥鯊在內(nèi)的軟骨魚類不能夠像人類和其他的硬骨脊椎動(dòng)物一樣用骨骼來替代軟骨的原因。基因組分析結(jié)果闡明了鯊魚缺少存在于所有硬骨脊椎動(dòng)物中的一個(gè)基因家族，這一基因家族對(duì)于骨骼形成至關(guān)重要。當(dāng)研究人員在斑馬魚一類的硬骨魚中失活這些基因時(shí)，發(fā)現(xiàn)不會(huì)發(fā)生鈣化。這一研究結(jié)果強(qiáng)有力地表明了，所研究的這一基因家族有可能是更好地了解諸如骨質(zhì)疏松癥等骨疾病的一個(gè)起點(diǎn)。此外，研究還揭示了姥鯊基因組是所有脊椎動(dòng)物中進(jìn)化zui慢的基因組。姥鯊甚至打敗了近期研究證實(shí)進(jìn)化極其緩慢的、被稱之為“活化石”的腔棘魚。因此，姥鯊有可能是很久以前滅絕的所有有頜脊椎動(dòng)物祖先的*代表。
包括鯊魚、鰩魚和銀鮫在內(nèi)的軟骨魚類，是現(xiàn)存zui古老的有頜脊椎動(dòng)物群，其是在大約4.5億前與硬骨脊椎動(dòng)物分歧開來。姥鯊是一種棲息在沿澳大利亞南部和新西蘭的大陸架，水深為200-500米的溫帶水域。在大約1000個(gè)軟骨魚類物種中，選擇姥鯊作為模型是因?yàn)樗幕蚪M相對(duì)緊湊，只有人類基因組的三分之一大小。
