骆驼基因组蕴藏沙漠生存秘密

各种基因组技巧帮助双峰驼在恶劣条件下生存,并赋予它们调节胰岛素信号通路和承受大量血糖和盐水平的能力

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对于人类来说,极高的血糖水平、富含盐分的饮食和储存脂肪的倾向听起来像是健康灾难的配方。但对于双峰驼来说,这些是可能帮助它们在世界上最干燥、最寒冷和最高的地区生存下来的适应性。

蒙古和中国的研究人员已开始揭开骆驼利用生理技巧在最恶劣条件下生存的基因组奥秘。在今天发表于《自然通讯》的一篇论文中,科学家们描述了野生和家养双峰驼的基因组草图。

当遗传学家首次探索新的基因组时,他们最感兴趣的是“快速进化”的部分。这些活跃区域通常包含定义物种的基因,编码使其与最近亲属区分开来的特征。


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“我们发现,与其他偶蹄类动物(如牛)相比,骆驼体内许多与新陈代谢相关的基因正在加速进化,”论文的共同作者、中国上海生物信息技术中心主任李亦学说。

全在血液中
骆驼和牛羊等反刍动物一样,通过反刍来消化食物。但是,双峰驼基因组中许多快速进化的基因调节代谢途径,这表明骆驼在消化后如何处理营养物质是完全不同的。德克萨斯州休斯顿贝勒医学院的分子遗传学家金·沃利说:“令我惊讶的是,它们的新陈代谢存在显着差异。” 这些差异可能表明双峰驼如何在沙漠中产生和储存能量。

这项工作表明,骆驼可以承受大量的血糖水平,部分原因是与人类 II 型糖尿病相关的基因发生了变化。作者解释说,双峰驼快速进化的基因包括一些调节胰岛素信号通路的基因。更仔细地研究骆驼对胰岛素的反应可能有助于揭示胰岛素调节和糖尿病在人类中的作用。“我对葡萄糖的故事非常感兴趣,”澳大利亚布里斯班昆士兰生物科学区的计算生物学家布莱恩·达尔林普尔说。

研究人员还确定了基因组的某些部分,这些部分可能开始解释为什么双峰驼比人类更能耐受血液中高水平的盐。在人类中,CYP2J基因控制高血压:抑制它会导致高血压。然而,最新研究的作者认为,骆驼拥有该基因的多个副本,即使它们摄入大量盐,也可能保持较低的血压。

这种粗略的分析仅仅是对骆驼基因组研究的开始。爱荷华州立大学动物基因组学家马克斯·罗斯柴尔德在艾姆斯说:“未来工作有很多有趣的细节。”

本文经《自然》杂志Nature许可转载。这篇文章于2012年11月13日首次发表

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