多组学大数据研究表明,蛇的祖先可能是蜥蜴

科技日报记者 陆成宽。多组

蛇是学大蜥蜴如何进化的?为什么它没有四肢?为什么身体这么长?19日,细胞在线发表了一项关于蛇起源和进化机制的数据蛇研究成果。基于多组学习大数据和多学科交叉技术,研究中国研究人员透露,表明蛇起源于大约1.18亿年前的祖先早白垩纪,其祖先可能是多组蜥蜴;同时,它们还阐明了蛇四肢缺失、学大蜥蜴身体延长、数据蛇肺不对称发育等特殊形式的研究遗传机制。

蛇是表明脊椎动物的重要组成部分,全球约有4000种,祖先广泛分布在除南极洲以外的多组大陆陆地和海洋中。在进化史上,学大蜥蜴蛇处于脊椎动物进化的数据蛇关键节点,进化出四肢缺失、身体延长、左右肺不对称发育等特殊表型。“科学地揭示这些特殊表格的遗传机制对了解脊椎动物的进化历史具有重要意义。中国科学院成都生物研究所研究员、论文通讯作者李家堂强调。

这一次,研究人员选择了世界上具有代表性的不同分支的蛇,系统地解释了蛇的起源和特殊表格演变的遗传机制,结合多组学和基因编辑等多学科的交叉研究手段。

蛇特有的进化遗传机制。

基于染色体水平蛇基因组数据集,研究人员构建了迄今为止蛇系统发育最强大的基因组学框架,推断蛇起源于约1.18亿年前的早白垩纪,支持蜥蜴进化的假设蛇。

同时,研究人员在比较基因组学和基因编辑的基础上发现,蛇PTCH1蛋白质特异性缺失的三种氨基酸残留物可能是四肢缺失的重要遗传机制之一;大量编码和非编码控制元件的快速进化推动了蛇体的延长。

“为了适应身体的延长,蛇的内脏器官发育不对称。例如,它的左肺大多接近退化,而右肺更发达。李家堂说,蛇失去了控制器官的对称发育。DNAH11。和。FXJ1B。基因是左右肺不对称发育的重要遗传因素。

此外,研究人员还讨论了红外感应蛇和穴位盲蛇物种特殊表型的进化遗传机制。研究发现,与热响应有关。PMP22。与三叉神经发育有关的基因。NFIB。非编码调控元件的趋同演化是一些蛇感知红外光谱的重要遗传驱动力。盲蛇物种通过。RPGRIP1。等基因丢失及。CHIA。为了适应穴居生活,形成专食蚂蚁和蚂蚁卵的食性,等基因的快速演变。

李家堂表示,该研究率先开展了大规模的爬行动物小组研究,对了解脊柱动物进化的历史具有重要意义,为预防和控制人类疾病提供了重要的科学支持,促进了动物进化和生物学等相关学科的发展。

“未来,我们将重点发展玉米蛇作为模型动物,研究进化发育生物学。同时,围绕蛇毒等重要遗传资源的挖掘和应用,为蛇毒血清和蛇毒衍生物的研发提供科学支持。李家堂说。

(中国科学院成都生物学院提供的图纸)。