新华社昆明1月23日电(记者胡远航)记者1月23日从中国科学院昆明动物研究所获悉,最近,该研究所与北卡罗来纳大学夏洛特分校、加州大学和匹兹堡大学的研究人员一起,成功破译了世界上第一个毒蛙基因组——草莓毒蛙基因组。

毒蛙是一种生活在中美洲和南美洲加勒比海沿岸低地森林中的小型陆蛙。当地部落将他们分泌的毒素散布在箭上,因此得名。毒性强,色彩鲜艳,生活习性独特,使毒镖蛙与众不同。有些毒蛙携带的毒素是吗啡的200倍。毒素虽然是毒箭蛙对付天敌的致命武器,但对毒箭蛙本身没有影响。毒蛙是如何从食物中获取毒素的,毒蛙的神经系统是如何进化出抗毒能力的,目前尚不清楚。

研究人员对草莓毒镖蛙的基因组进行了测序和组装,发现草莓毒镖蛙的基因组大部分由高度重复的序列组成。进一步的比较基因组学研究表明,草莓毒镖蛙的重复元件在鱼和蛙之间有大量的水平转移。这些水平转移元件表现出高重复性和高转录表达水平,表明这些元件在水平转移后继续扩增。

草莓毒镖蛙的基因组大小为6.76–9 GB,比四足动物大得多。研究表明,这些两栖动物的基因组非常大,这在一定程度上可以解释为它们基因组的变化是转座子不断入侵的过程,这些转座子在生殖系统中并没有受到抑制。转座子的不断扩增导致其基因组逐渐扩大。

此外,研究人员还发现,草莓毒镖蛙的scna基因家族中发生了核苷酸替代。研究表明,scna基因与神经毒性生物碱毒素的毒性抗性有关。其中,m777l氨基酸取代同时被5个scna侧链同源基因取代,表明这些氨基酸取代可能在抗神经毒性生物碱毒性中发挥潜在作用。研究人员还在第一次毒蛙基因组测序中发现了离子通道,并讨论了其与皮肤对分离毒素的自我耐受性进化的关系。

这项成果发表在国际著名的《分子生物学与进化》杂志上。


编辑:刘金鹏