研究揭示基因组机制背后鱼生存在极端寒冷
一个国际研究小组在剑桥大学和英国威康基金会桑格研究所的,在挪威奥斯陆大学和学院在荷兰,瑞士和美国24南极鱼类的基因组测序。他们的工作发表在自然通讯,使这些鱼如何生存在零度以下的研究南大洋,并揭示了这些标志性动物的进化历史。
Notothenioids是一群独特的鱼类。他们住在寒冷水域南极冰下,很大程度上独立于其他海洋世界的一个圆形电流在欧洲大陆。Notothenioids进化出了抗冻蛋白,允许他们生存的水的温度,也可以达到2°C -敌对的环境对大多数物种。notothenioids群之一,称为“银鱼”失去了素血红蛋白的蛋白质,使他们唯一的脊椎动物没有红细胞。
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免费订阅研究人员24种notothenioid鱼类的基因组测序。这些新的基因组数据生成使用最新的读技术,使团队确定复杂的序列,重复的DNA区域的基因组,此前并没有被破解。使用这些新数据探索notothenioids的进化历史和机制,支持适应极端寒冷的天气。他们表明,耐寒notothenioids分裂与其他物种大约1070万年前,这是比以前认为的更近,许多新物种在大约500万年前开始迅速发展。
几个基因组特点帮助这一群体的生存和建立。研究人员发现,基因组的规模增加了一倍的物种,专门从事极端寒冷,如Channichthyidae家族或“银鱼”。这个基因组大小的扩张是由于大量增加的数量被称为转座子基因元素有能力将自己复制到新位置在基因组和可能引入新的功能。
同时,函数通常被视为必不可少的生存,如血红蛋白的生产,已经迷失在“银鱼”。
“生存在这样一个恶劣的环境需要额外补偿的生物体,这些鱼已经开发了特殊的蛋白质,作为防冻剂,以阻止他们冻结。
这些鱼是唯一已知的脊椎动物完全失去了血红蛋白,和他们的血液看起来是白色。这是了不起的,因为血红蛋白需要运输氧气在体内;他们的损失在银鱼仅是一种可能,因为氧气溶解在水在非常低的温度下,因为额外的基因和生理适应。”
伊利亚娜Bista博士论文的主要作者,与自然生物多样性中心,荷兰和威康桑格研究所
“Notothenioid鱼住在生存的边缘。基因组测序的广泛收集了洞察他们如何生存发展,并支持我们理解一个至关重要的生态系统。本研究是一个很好的例子基因组学的进步的革新能力理解全世界生物多样性。”
教授理查德·杜宾研究的资深作者,康桑格研究所和剑桥大学
