喜馬拉雅旱獺可以生活在、尼泊爾、巴基斯坦的喜馬拉雅山脈和我國(guó)海拔5000米的青藏高原，其中很多地區(qū)面臨著極寒、缺氧等資源。現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)對(duì)第一個(gè)完整的喜馬拉雅土撥鼠基因組進(jìn)行了測(cè)序，這可能有助于他們更好地解釋土撥鼠是如何在這種極端狀態(tài)下生活的。
研究人員說(shuō)，發(fā)表在12月20日《國(guó)際科學(xué)》雜志上的研究結(jié)果表明了高海拔適應(yīng)和冬眠的遺傳機(jī)制。它們也是研究旱獺進(jìn)化、高原反應(yīng)和寒冷適應(yīng)的研究人員的寶貴資源。
“喜馬拉雅旱獺作為海拔最高的哺乳動(dòng)物之一，長(zhǎng)期暴露在低溫、缺氧和強(qiáng)烈的紫外線輻射下，”Xi交通大學(xué)健康科學(xué)中心的劉恩奇說(shuō)。"它們?cè)诙煲矔?huì)冬眠六個(gè)月以上."
這些顯著的生物學(xué)特性促使劉和他的團(tuán)隊(duì)，包括第一作者，將喜馬拉雅旱獺作為研究適應(yīng)極端環(huán)境的分子機(jī)制的理想動(dòng)物模型。首先，他們對(duì)雄性喜馬拉雅旱獺的完整草圖基因組進(jìn)行了測(cè)序和組裝。他們還對(duì)另外20只喜馬拉雅旱獺進(jìn)行了重新測(cè)序，包括生活在高海拔和低海拔的個(gè)體和另外四只旱獺。此外，還進(jìn)行了核糖核酸測(cè)序，以比較癱瘓狀態(tài)和清醒狀態(tài)旱獺之間基因表達(dá)的差異。
DNA數(shù)據(jù)顯示，喜馬拉雅土撥鼠大約在200萬(wàn)年前與蒙古土撥鼠分離。研究人員確定了兩個(gè)基因，Slc25a14和？aamp(Processing pseugenes)，這些基因在生活在低海拔和高海拔的土撥鼠中被選擇用于不同的方向，這表明它們與高海拔種群在極低氧下的生存有關(guān)。
他們進(jìn)一步指出，Slc25a14可能具有重要的神經(jīng)保護(hù)作用。Aamp的變化影響編碼Aamp基因的RNA的穩(wěn)定性，這可能是在極端缺氧條件下防止新生血管過(guò)度生長(zhǎng)的保護(hù)策略。
RNA測(cè)序數(shù)據(jù)顯示，冬眠期間肝臟和大腦發(fā)生基因表達(dá)變化。包括這些脂肪酸代謝途徑、凝血和干細(xì)胞分化中的基因。
研究人員指出，有趣的是，之前的一項(xiàng)研究表明，血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)增加，因?yàn)槎哒叩拇竽X暴露在冰點(diǎn)附近的溫度下，血流減少。他們的腦干細(xì)胞也可以更好地準(zhǔn)備修復(fù)損傷，作為在極端環(huán)境壓力下生存所需的適應(yīng)性。
研究人員表示，他們計(jì)劃繼續(xù)提高喜馬拉雅旱獺基因組的質(zhì)量。他們指出，喜馬拉雅旱獺以對(duì)土撥鼠肝炎病毒高度敏感而聞名，是人類(lèi)鼠疫的自然宿主和傳播者。
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