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Nature新文章：解碼姥鯊基因組
2014-1-10 閱讀(425)
一個研究人員小組對姥鯊（elephant shark）的基因組進(jìn)行了測序和分析。將其與人類和其他脊椎動物的基因組進(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)為在脊椎動物中輔助性T淋巴細(xì)胞對抵御病毒/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壽。論文的共同作者、德國馬克思普朗克免疫生物學(xué)和表觀遺傳學(xué)研究所所長Thomas Boehm說：“姥鯊免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與哺乳動物有很大的不同。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，他們會死于病毒和細(xì)菌感染。直到現(xiàn)在，人們都認(rèn)為這些細(xì)胞對于免疫系統(tǒng)至關(guān)重要。新研究結(jié)果挑戰(zhàn)了人們長期以來的認(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物一樣用骨骼來替代軟骨的原因?；蚪M分析結(jié)果闡明了鯊魚缺少存在于所有硬骨脊椎動物中的一個基因家族，這一基因家族對于骨骼形成至關(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，發(fā)現(xiàn)不會發(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起點(diǎn)。此外，研究還揭示了姥鯊基因組是所有脊椎動物中進(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古老的有頜脊椎動物群，其是在大約4.5億前與硬骨脊椎動物分歧開來。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個軟骨魚類物種中，選擇姥鯊作為模型是因?yàn)樗幕蚪M相對緊湊，只有人類基因組的三分之一大小。
