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      研究人員對海馬的整個基因組進行測序 研究進化的基本機制
      
			
      
				2019-01-08 15:02:09
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      毫無疑問，海馬屬于達爾文的“無盡形式最美麗”。它的體形是獨一無二的。它既沒有尾巴也沒有骨盆鰭，它垂直游動，骨板加強了它的整個身體，它沒有牙齒，這是魚類的罕見特征。另一個特點是男性海馬是懷孕的人。這個基因組計劃由來自康斯坦茨的Axel Meyer教授研究小組和來自中國和新加坡的研究小組的六位進化生物學家組成，對虎尾海馬的基因組進行了測序和分析。他們獲得了與生物多樣性研究相關的新的分子進化結果：基因的丟失和重復以及基因組中調節(jié)元件的喪失都促成了海馬的快速進化。結果將于2016年12月15日在Nature上作為封面故事發(fā)布。
      

      研究人員對海馬的整個基因組進行測序 研究進化的基本機制
      

      關于多樣性如何出現(xiàn)的基因組測序以及其遺傳基礎的問題是的，可以通過海馬的例子得到極好的回答，因為在短時間內在海馬中發(fā)展出許多獨特的特征。這就是圍繞進化生物學家Axel Meyer教授的研究人員如何能夠確定海馬牙齒消失的遺傳基礎：許多魚類和人類都存在并導致牙齒發(fā)育的基因在海馬中丟失了。由于海馬消耗食物的特殊方式，海馬不再需要牙齒。它不是咀嚼它的獵物，而是用它長長的鼻子所產生的巨大負壓吸收它。同樣的遺傳沒收適用于有助于嗅覺的基因：海馬在視覺上捕殺并且具有非常好的視力，使用可以彼此獨立移動的眼睛。特別值得注意的是骨盆鰭的丟失。從進化的角度來看，它們與人類腿部的起源相同。在幾乎所有的脊椎動物中都發(fā)現(xiàn)了一個重要的基因tbx4，它負責這一特征，但在海馬的基因組中卻缺失了。為了測試該基因的功能，除了基因組分析之外還進行功能分析。為此目的，通過斑馬魚(一種遺傳模型系統(tǒng))中的CRISPER-cas方法使相應的基因失活。結果，這些魚也失去了他們的骨盆鰭。這證明了該基因在骨盆鰭“正常”發(fā)育中的重要性。
      

      除基因缺失外，還檢測到海馬演變過程中的基因重復。當基因重復時，拷貝可以實現(xiàn)全新的功能。在海馬中，這可能是新創(chuàng)造的基因的一部分如何使男性懷孕成為可能。這些基因可能通過協(xié)調胚胎在雄性育雛袋內的孵化來調節(jié)懷孕。一旦胚胎孵化，其他基因就會被激活。該研究的作者假設這些基因有助于嬰兒魚離開雄性育雛袋的過程。
      

      根據(jù)自然界的這項研究，進化不僅通過改變基因的主要作用起作用，而且還影響進化過程中的調節(jié)元件(遺傳開關)。調節(jié)元件是控制基因功能的DNA片段。由于它們具有重要的調節(jié)功能，因此它們中的一些在進化過程中幾乎沒有變化。但是在海馬中缺少了幾個這樣不變且看似至關重要的元素。對于魚類骨骼的典型發(fā)育以及人類的典型發(fā)育，這也是尤其如此。這可能是海馬骷髏被如此大修改的原因之一。例如，它沒有肋骨。相反，它的身體是用骨板裝甲，增加力量和更好的保護免受捕食者。此外，它的卷曲尾巴可以讓海馬被偽裝，并通過堅持海藻或珊瑚保持不動?；蚪M序列表明相應調節(jié)序列的喪失導致了這種骨化。
      

      由于其特殊的形態(tài)，海馬極好地展示了遺傳變化如何導致區(qū)分性狀的進化變化 - 從而更好地理解海馬等奇異和美麗生物進化的遺傳基礎。
      
			

			
        
      
			
      
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