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研究解码了第一个深海贻贝基因组

2018-12-28 10:30:41 • 来源：

由香港浸会大学(HKBU)和香港科技大学(HKUST)牵头的联合研究已经组装了1.64千兆字节的深海贻贝基因组，大约相当于人类基因组大小的50%。 。这是所有深海大型底栖动物中第一个解码的基因组，揭示了一整套DNA。这一发现为未来对巨型管虫和巨蛤等其他海洋生物共生机制的研究提供了更广泛的见解。由香港科技大学生命科学系主任教授钱培元教授和香港浸会大学生物学副教授邱建文博士领导的研究小组于4月初在着名的国际学术期刊“ 自然生态学与进化 ”上发表了研究成果。

研究解码了第一个深海贻贝基因组

在邱博士参与中国载人潜水蛟龙南海考察期间，该团队使用了2013年收集的标本进行研究。包括贻贝在内的深海生物在热液喷口和冷渗透的极端环境中茁壮成长，其特点是高静水压力，缺乏光合作用的食物，温度变化和高浓度的有毒物质。尽管它们能够在压力条件下生存，但缺乏基因组资源阻碍了对其适应的分子机制的理解。

该研究对来自Tingkok当地软海岸的深海贻贝 Bathymodiolus platifrons及其浅水相关Modiolus philippinarum的基因组进行了测序，以比较基因组特征。通过系统发育分析，研究小组发现现代深海贻贝是浅水贻贝的后代，它们的祖先大约在1.1亿年前迁移到深海，提供证据支持他们的祖先通过灭绝幸存下来的假设。在与5700万年前发生的古新世 - 始新世最大热量有关的全球缺氧期间发生的事件。基因组比较显示，深海贻贝中几个基因家族的大量扩张可能与其适应深海有关。例如，“热休克蛋白70家族”(一种由细胞响应暴露于压力条件而产生的蛋白质家族)的扩增可以帮助贻贝稳定蛋白质结构。“ABC转运蛋白家族”(运输系统的单位)的扩展可以增强贻贝在其鳃上皮细胞外移动有毒化学物质的能力。

与免疫识别，内吞作用和半胱天冬酶介导的细胞凋亡相关的基因家族的扩展表明贻贝适应其鳃中化学自养内共生体的存在。对深海贻贝鳃的额外蛋白质组学分析揭示了贻贝对其甲烷营养共生体的营养和能量依赖性。

钱教授说：“该研究为深海贻贝如何适应非生物胁迫和深海化学合成环境中缺乏光合作用的食物提供了基因组资源。本研究揭示的共生的一般机制是：与其他共生生物有关，如深海管虫和巨蛤。“

邱博士说：“基因组资源将促进各种研究，包括深海种群间的遗传连通性，这与深海海洋保护区的建立有关。”

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