活躍基因詮釋牡蠣生存智慧

昨天凌晨，英國《自然》雜志網站在線發表了來自中國科學家的一項成果：他們完成了牡蠣的基因組測序，并從中窺視到了牡蠣應對極端生活環境的種種生存智慧。

牡蠣是動物界中的一大支系――冠輪動物（特點為身體柔軟，體型多變）的代表，是一種具有重要經濟、生態價值的貝類。論文通訊作者、中國科學院海洋研究所張國范研究員介紹，牡蠣是世界上養殖產量最大的海洋動物，而我國的產量占到世界的3/4。同時，它從水中濾食有機碎屑、浮游生物等，可幫助消除富營養化，對河口海岸的生態穩定有重要作用。此外，牡蠣有10對染色體，在貝類中屬于染色體比較簡單的，因此課題組決定選擇牡蠣作為研究對象。

他們聯合深圳華大基因研究院、美國新澤西州立大學等5個國家9個實驗室的80多位研究人員一起對牡蠣的基因組開展研究。經過4年多努力，在完成測序、分析基因的過程中，他們發現了造物主在牡蠣身上留下的許多“生存智慧”。

牡蠣生活在潮起潮落的海陸交界處、淺海泥沙中，生存環境十分惡劣。可是，它的分布卻極其廣泛，除了南極洲，它的身影遍布全球。

科學家發現，在牡蠣的基因中，蘊藏了不少它逆境生存的遺傳機制：比如，在牡蠣的染色體上，熱激蛋白70基因的數目高達88個，接近海葵等其它各類代表物種均值的5倍，這很可能是牡蠣能夠適應在潮間帶從49℃到零下20℃的溫度變化的主要原因。又如，牡蠣的凋亡抑制蛋白基因的數目為48個，接近其他各類物種均值的9倍，這些基因可以讓細胞“長生不老”，這或許就是牡蠣可以在多種復雜而極端環境下長期生存的內在原因。此外，研究人員還發現大量與免疫相關的基因在牡蠣消化道內非常活躍，這表明牡蠣等濾食動物的消化系統有著強悍的抵抗外界病原體的能力。

“這些基因不僅多，而且非常活躍，很容易不斷重組，或產生新基因。”張國范說，“即使同一個基因，也會有不同的表現形式，呈現出多態性。”為了將這些奇特的基因組裝起來，課題組還發明了一套新辦法。

在研究過程中，科學家還對牡蠣如何形成它那又厚又硬的外殼，有了新發現。此前，學術界對此有兩種看法，一是認為外殼由外套膜細胞分泌出蛋白而形成，二是認為形成外殼的晶體是在細胞中產生。可是，這次經過仔細分析，科學家從分子層面得出結論：牡蠣外殼是由整個細胞沖出外套膜礦化而成的！負責這一子課題的王曉通研究員告訴記者，以前科學家曾在電鏡下觀察到過這一現象，但沒有進一步證明，現在他們的研究提供了分子證據。

《自然》雜志審稿人認為，該項研究為同類研究建立了一個新的標準。張國范認為，這項研究為海洋生物適應進化研究提供了重要的資源，對于解決如何高效可持續地利用海洋生物資源等問題提供了新的線索，對于促進海養動物由傳統育種到分子育種的跨越，實現對生物目標性狀的預設改良，推動我國海洋強國建設也都具有一定的的現實意義。