基因开启以帮助鱼类适应气候变化
沙特阿拉伯和澳大利亚的研究人员已经确定了分子过程,这些过程允许珊瑚鱼快速适应气候变化导致的水温升高。
该研究提高了对哪些基因参与“跨代驯化”的理解。研究人员表示,了解基因的表达是如何被调节的,可以启发我们如何应对快速的环境变化。
“[它将]帮助[我们]确定哪些珊瑚礁物种受气候变化影响最大,哪些物种更耐受,”阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的计算生物学家Timothy Ravasi说。“这将有助于设计更好的珊瑚礁保护策略。”
以前的研究发现,水温的变化 - 比夏季平均值高出几度 - 降低了鱼类在活动时吸收氧气的能力。这种能力在鱼类中没有受到损害,其父母也在相同的较高温度下在水中孵化;被称为跨代驯化。
研究小组分析并比较了两组珊瑚鱼的RNA序列:在1.5°C或比正常温度高3°C的水中孵化的那些(“发育”组)以及父母也因为它们而暴露于更高温度的鱼类。孵化(跨代组)。通过比较这两组,研究人员可以确定代际基因表达的变化。
他们确定了53个关键基因,这些基因参与优化鱼类的吸氧能力和适应更高的温度。
一大群基因的主要功能与代谢有关,表明基因在跨代鱼类中“开启”,以便在较温暖的水温下更有效地利用能量。
在跨代鱼类中“开启”的其他基因涉及免疫反应和炎症,压力,维持正常的生理过程,器官发育和维持DNA完整性。
第三组基因被“关闭”,显然有利于其他更有益的基因用于跨代驯化。
拉瓦西说,进一步的研究应该揭示其他珊瑚礁居民是否采用类似的机制来迅速适应气候变化的影响。科学家们还需要了解分子水平的适应是如何通过非基因遗传从一代传递到下一代的。“同一个团队现在正在分析最有可能回答这个问题的新数据,”拉瓦西说。
该研究的测序和计算分析在KAUST进行,同时在昆士兰州詹姆斯库克大学的澳大利亚研究委员会珊瑚礁研究卓越中心进行鱼类饲养,代谢测量和取样。
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