盲鼴形鼠是一種生活在地下的嚙齒類動物,最早出現在五千萬年前,盡管鼴鼠有著長達30年的壽命,據目前所知它從來不會罹患癌癥。科學家們希望能從這種不尋常嚙齒動物的遺傳信息中,挖掘到對人類有益的信息。
近期一個國際性研究小組對一種盲鼴形鼠(Spalax Galili)進行的基因組測序研究,發現其這種動物不可思議抵抗癌癥的遺傳基礎,另外也分析了盲鼴形鼠生活在極端缺氧的地下環境,及其它脅迫壓力的遺傳機制。
“事實證明,這種生活在完全黑暗的地下的動物,將為我們人類醫學帶來提示,”領導這一研究的,以色列海法大學進化生物學教授Eviatar Nevo表示,“如果我們能克隆這項研究中發現的基因,那么就不僅能極大的改變人類醫療,而且也將有助于太空飛行或深海潛水的探索”,這一過程也有助于更好的了解細胞如何使用氧氣。
在這項研究中,研究人員分析了Spalax基因組中的22000多個基因,結果發現了247個非功能性基因,其中22個是造成這種嚙齒動物盲癥的退化基因。但是研究人員也發現了3個視網膜蛋白,這些蛋白能提高動物通過光線信號,識別白天和季節的能力。
NEVO說,這一物種的遺傳和生理特征,是隨著其生活環境的變化而出現的,在長期進化過程中,盲鼴形鼠為了逃避其捕食者和極端的氣候變化,成為了地下生活的動物。
“由于遇到了巨大的脅迫壓力,它們不得不付出巨大的代價,這些壓力包括完全黑暗,缺氧,低二氧化碳血癥和食物短缺……同時還要投入大量精力來防止病原體,”Nevo說,“它們整個基因組就是一個適應地下生活的復合體。”
研究表明高水平的RNA/DNA編輯,減少了染色體重排,短散核重復序列(SINEs)的過分表達可能導致了該物種的缺氧耐力。研究人員同時指明了那些他們認為反映了盲鼴形鼠能力的重復遺傳因子與基因,包括在低氧環境下生活、擁有高度發達的挖掘活動和沒有視力等。
此外研究人員還發現一些發生了正向選擇的基因,這些基因可能演化出了一套強化細胞凋亡和免疫炎癥反應的機制,正是這些基因可能構成了盲鼴形鼠的某些基礎特征,如已發現的其不得癌癥及抗衰老的特征。
此前也有研究表明一種稱為HMW-HA的物質幫助了裸鼴鼠抗癌。研究人員發現當除去HMW-HA時細胞變得容易癌變,證實了這一化學物質確實發揮了作用,使得裸鼴鼠不會罹患癌癥。之后研究人員又確定了一個名為HAS2的基因,導致了裸鼴鼠體內生成HMW-HA。令人驚訝的是,裸鼴鼠的HAS2基因不同于所有其他動物體內的這一基因。除此之外,裸鼴鼠以非常慢的速度重復利用HMW-HA,這有助于HMW-HA在動物組織中累積。
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