生物通報道:來自中國水產科學研究院黃海水產研究所等處的研究人員發表了題為“The genome and transcriptome of Japanese flounder provide insights into flatfish asymmetry”的文章,破譯了日本牙鲆(Japanese flounder)的基因組與轉錄組,為解釋比目魚的不對稱性提供了新的觀點。
這一研究成果公布在12月5日的Nature Genetics雜志上,文章的通訊作者分別是黃海水產研究所陳松林(Songlin Chen)研究員,王清印(Qingyin Wang),以及德國維爾茨堡大學的Manfred Schartl,上海海洋大學的Deborah M Power。陳松林研究員現任中國水產科學研究院水產生物技術領域首席科學家,黃海水產研究所二級研究員,水產基因組和細胞工程研究室主任,兼任中國水產學會水產生物技術專業委員會主任,山東省泰山學者特聘專家,主要從事魚類精子和胚胎冷凍保存、細胞培養、基因資源發掘、性別控制和分子育種等研究。
牙鲆俗稱比目魚,是冷水性底棲魚類,這類動物具有極不對稱的身體形態。在發育過程中,比目魚的一只眼睛會遷移到頭骨的一側,這個過程伴隨著范圍廣泛的顱面轉換,和不平衡身體色素的同步發育,科學家們一直都不清楚這個過程的發育機理。
2014年,陳松林研究組報道了半滑舌鰨全基因組精細圖譜,這是世界上首個測序完成的比目魚基因組圖譜,研究人員對半滑舌鰨雌雄魚分別進行高深度全基因組從頭測序、組裝和分析,發現半滑舌鰨性染色體進化十分快速。這項研究對解析鲆鰈魚類性別決定、生長、生殖發育、免疫抗病、變態、生態適應等重要性狀的分子機制具有重要意義。
在此基礎上,最新研究通過比對分析兩種比目魚的基因組與轉錄組,發現了甲狀腺激素和視黃酸信號轉導,以及光換能(phototransduction)過程在這個發育進程中的重要作用。
研究表明,視黃酸是構建不對稱色素沉著的關鍵所在,這個作用因子能通過與甲狀腺激素的交流,調控眼睛的遷移。而且令研究人員感到驚訝的是,皮膚光換能途徑中出現了視蛋白的表達,引發了光照差異,導致視黃酸梯度產生,形成不對稱。
解析這一獨特發育過程的遺傳基礎不僅回答了關于不對稱發育的進化起源問題,而且也為了解脊椎動物身體形態調控提供了新的觀點。
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