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超级自愈能力的秘密即将揭开?科学家首次绘制大白鲨基因组

2019-02-20 10:17 前瞻网   

 

超级自愈能力的秘密即将揭开?科学家首次绘制大白鲨基因组

大白鲨是地球上更令人望而生畏的动。想象一下,深海中存在一种自带声呐、嗜血食肉、体重2吨还能像导弹一样穿梭的生物,难道不觉得不寒而栗?长久以来,人类对这种顶尖食肉动物的科学研究一直受限于技术,始终未能揭下其神秘面纱。不过科学家一直没放弃,毕竟大白鲨身上有太多特性让人类垂涎。

如今,终于有一组科学家获得了成果。在最新一期《美国国家科学院院刊》上,美国科学家展示了人类绘制的第1个大白鲨基因组。

对于生物学家群体来说,这一成就具有里程碑式的意义,因为几乎所有鲨鱼种群都在急剧减少,取得科学突破机会已经所剩无几。与我们的23对染色体相比,大白鲨有更多的41对染色体,大白鲨长寿和超强自愈能力的线索就潜藏其中,这些线索有一天可能会让人类活得更长,病痛更少。

对于本次研究,康奈尔大学进化生物学家斯坦霍普(Michael Stanhope)最深刻的感受是——“为研究鲨鱼基因筹钱真难!”除了斯坦霍普,研究参与者还包括他的朋友、诺瓦东南大学生物学家斯夫杰(Mahmood Shivji)。

斯坦霍普说:“从历史来看,人们对其他脊椎动物,如牲畜和灵长类动物的基因排序更感兴趣。但鲨鱼有一些迷人的生物学特性,值得进行更多研究。”

然而,尽管近几年DNA测序的成本不断下降,这仍然是一项巨大的工程,耗资高达数十万美元,最终,部分资金由“拯救我们的海洋”鲨鱼研究中心提供。

当前最让生物学家感兴趣的,无疑是鲨鱼超强的自愈能力。几十年来,渔民和海洋生物学家一直流传着鲨鱼被咬伤、划伤后过几天就生龙活虎的故事。最近一项对黑鳍礁鲨的研究发现,它们对身体创伤的恢复能力非常强,几周,甚至只需几天,就能从创伤中恢复过来。

新的基因组图谱揭示了这一“超能力”的原理——经历了海洋中数百万年的竞争,大白鲨进化出了一组相当精细的基因组,其DNA序列可以控制编码超荷凝血剂和负责生成新肉的基本单位的支架蛋白。更关键的是,比起其他脊椎动物,大白鲨似乎有更多这种基因。斯坦霍普说:“它们的基因组中有很大一部分用于伤口愈合。”

抗癌能力也是生物学家关注的重点。大白鲨的寿命长达75年,理论上说,庞大的身躯和漫长的时间都容易导致基因突变的积累,换句话说,它们更有可能患上癌症。但是,研究结果显示,长寿且体型庞大的物种,包括大象和鲸鱼,不一定比人类更容易得癌症。测序研究表明,这些卓越的抗癌能力来自于保护遗传密码本身完整性的基因簇,这种特性统称为基因组稳定性。

这次大白鲨基因组测序显示,大白鲨的基因中也拥有大量同类编码。对人类来说,更重要的意义在于,由于鲨鱼在进化链中远离人类,所以这些基因有可能代表和人体内完全不同的抗癌机制。

由于野生鲨鱼的癌症发病率尚不清楚,因此科学家们计划在实验室里验证这一假设。他们将会把鲨鱼基因的基因组稳定基因拼接到转基因小鼠体内,然后将这些啮齿动物暴露在已知的致癌物质中,测量鲨鱼DNA的修复能力。

 

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责任编辑: 4002YHQ

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