《成都晚報》成都生物專家首次揭示溫泉蛇基因奧秘
時間:2018-08-02

  昨日凌晨,國際學術期刊PNAS(《美國科學院院刊》)在線發表了中國科學院成都生物研究所李家堂和中國科學院昆明動物研究所張亞平等研究團隊的最新成果,這是中國生物專家首次揭示溫泉蛇基因奧秘。該研究以分布于青藏高原的溫泉蛇為研究對象,解析了蛇類這種變溫動物適應高海拔極端環境的遺傳機制。該成果將為人類高原病的預防和治療提供一定的參考。

  為何研究 

  揭開變溫動物高海拔適應之謎 

  今年38歲的李家堂告訴成都晚報記者,有一些生物可以在強輻射、缺氧等極端環境中繁衍生息,這類生物被稱為極端環境生物。由于其獨特的生活環境,長期的適應性進化使得這些生物在基因結構組成、代謝功能等方面均不同于其他生物。

  這項研究以分布于青藏高原的溫泉蛇為研究對象?!霸缭?907年,溫泉蛇作為唯一生活在青藏高原海拔4000米以上的蛇,被英國人Frank Wall首次發現時就顛覆了人們對當時存有蛇類的認知。青藏高原寒冷、氧分壓低、紫外線輻射強烈的特點,造成其許多地區不適合人類居住甚至是生命禁區,是亞洲人口最稀少的地區?!崩罴姨谜f,但是青藏高原自身卻孕育了很多高原特有物種。

  據了解,以往許多研究都集中在恒溫動物對高原的適應,如高原人類、高原牦牛等,缺乏對高原變溫動物適應高原環境遺傳機制的研究,而溫泉蛇正好為揭開變溫動物高海拔適應之謎提供了良好的動物模型。

  研究成果 

  找到適應高海拔低氧條件的原因 

  據透露,由于這種蛇只是在每年的7月、8月出現,其他時候都在冬眠,為此,研究團隊從2013年開始立項研究,“只有每年7月、8月在青藏高原專業人士的帶領下,才能尋找到?!崩罴姨谜f,溫泉蛇性格溫和,一般不主動咬人。每年7月、8月,研究團隊會根據文獻記載,在專業人士帶領下去尋找溫泉蛇。

  李家堂介紹,在尋找到溫泉蛇后,工作人員會截取蛇尾巴、肝臟等器官,提取DNA。該研究主要通過對溫泉蛇進行全基因測序,利用比較基因組學分析,在高海拔溫泉蛇屬3個物種中發現了27個不同蛋白中27個共有氨基酸替換。“作為高原物種,溫泉蛇基因的突變減弱了其調節下游基因紅細胞生成素的表達能力,進而導致溫泉蛇血紅蛋白濃度處于較低水平,這是溫泉蛇適應高海拔低氧條件的重要原因?!?/p>

  未來應用 

  為人類預防治療高原病提供參考 

  近年來,越來越多的人進入高原開展工作,但極端的高原環境可能造成嚴重的高原反應,甚至引發高原病。“從恒溫動物和變溫動物綜合開展高原極端環境的遺傳機制研究,將為人類高原病預防和治療提供一定的參考。”李家堂表示。據了解,此次研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項和前沿局重點項目、國家自然科學基金和中科院青促會項目等經費資助。成都晚報記者 李晨

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