華大基因發布基因組測序新成果

　　來自深圳華大基因研究院的研究人員，對4種代表性的彈涂魚（mudskippers）進行了基因組測序，由此闡明了兩棲魚類適應陸地生活環境的分子機制。相關研究論文發布于12月2日的《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

　　深圳華大基因研究院的石瓊(Qiong Shi)研究員、王俊（Jun Wang）研究員以及卞超（Chao Bian）是這篇論文的共同通訊作者。

　　在泥盆紀(the Devonian period)由水生向陸生過渡是脊椎動物進化史上最重要的事件之一，其導致了四足動物在陸地上出現。正是由于這次生物事件，現代陸地生態系統的雛形才開始形成。有意思的是，有幾種在進化較晚期出現的硬骨魚類獨立地進化出了適應能力，使得它們生命中相當大的一部分時間能夠在陸地上生活。對陸地生活的這些適應包括依靠空氣呼吸，較高的氨耐受能力，利用胸鰭在陸地上爬行等。但目前對于這些適應的遺傳基礎仍知之甚少。

　　彈涂魚又稱跳跳魚，是最大的一群兩棲硬骨魚類。彈涂魚是世界上唯一一種能在陸地上活動的魚類，它們適應獨特的生境，生活在近海沿岸及河口高潮區以下的灘涂上或是咸淡水的交界處。它既能在水中呼吸，也能在空氣中呼吸。在水里時，靠腮來呼吸。當它離開水時，彈涂魚會在嘴里含上一口水，以此來延長在陸地上停留的時間。嘴里的這口水可以幫助它呼吸，就像潛水員身上背地氧氣罐。盡管彈涂魚喜歡在烈日下跑來跑去，但它終究是魚，所以仍然得隨時保持身體濕潤，否則就會死亡。

　　彈涂魚的眼睛突出于頭頂，長得像燈泡似的。它的眼睛具有很強的視力，能看見混濁不清的水下物體。腹鰭呈吸盤狀，能固定和支撐身體。胸鰭的肌肉特別發達，有利于爬行和跳躍。當彈涂魚在水里時，把鰭當成漿，能自由地劃行。離開水時，前鰭就會變得像腿一樣，在陸地上行走、爬升和跳躍。

　　目前，國際上所稱的彈涂魚類共有4個屬，大彈涂魚屬（Boleophthalmus）、彈涂魚屬（Periophthalmus）、青彈涂魚屬（Scartelaos）和齒彈涂魚屬(Periophthalmodon)，這些魚類代表了對陸地生活不同程度的適應。因此，彈涂魚是我們了解兩棲類動物適應陸地生活潛在遺傳改變的理想生物。

　　在這篇新文章中研究人員報告稱對四種代表性的彈涂魚進行了全基因組測序，闡明了這些適應潛在的分子機制。他們發現彈涂魚中一些先天免疫系統基因發生了擴增，有可能提供了對陸地病原體的防御能力。彈涂魚鰓中幾個與氨排泄通路相關的基因經歷了正選擇，表明它們在彈涂魚對于環境氨的耐受中起重要作用。一些與視覺相關的基因差異性地丟失或突變，證實發生了與空中視覺相關的一些基因組改變。此外，對暴露于空氣中的彈涂魚進行轉錄組分析，研究人員還揭示出了響應缺氧上調或下調的一些調控信號通路。

　　當前的研究為我們了解脊椎動物從水生向陸生過渡潛在的分子機制提供了一個寶貴的資源。