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    盘点:“五毒”基因组测序

    2015-06-24 17:59:36 南京迪康金诺生物技术有限公司 阅读

    中华文化包罗万象,博大精深,汉文化亦源远流长,底蕴深厚。刚刚过去的端午节,除了传统的吃粽子、划龙舟、凭吊三闾大夫外,还有一项习俗活动“射五毒”。所谓的“射五毒”就是用弓箭、石子等射打蝎子、蛇、蜈蚣、蟾蜍和壁虎,寓意驱除“五毒”,防害防病。小编今天就带大家盘点一下“五毒”都有哪些已经被全基因组测序过。

    蝎子:“五毒”之首,性情凶猛,毒性强烈,“蛇蝎”成为狠毒、阴险的代名词。但恰恰因为其毒性迎合了中医的“以毒攻毒”理念,蝎子常被用作中药材,救死扶伤。

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    2013年,研究者完成了全球生物量最大的蝎种——马氏正钳蝎(俗称东亚钳蝎)的基因组测序,由此揭示了蝎子这种独特的节肢动物适应模式。这次基因组测序,预测了32016个蛋白质编码基因,并分析阐明了蝎子的捕食、夜间行为、感光与解毒等重要遗传特征的分子基础,从而揭示了蝎子在漫长的进化过程中对环境的适应性机制。该成果还揭开了蝎毒素的多样性“面纱”,有助于将蝎子毒液中的多种活性成分充分开发利用。

    蛇:人类对蛇的恐惧由来已有,部分来源于无知,还有几千年的文化根深蒂固的影响。所谓“杯弓蛇影”,即反映了从古至今人们对蛇的恐惧和误解。蛇的古称有虺、螣、蚺、蜧、蜦等,俗称“长虫”,又有蝮、蚺、蟒、蝰等近义称谓,可谓五花八门。

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    美国的科学家们对缅甸蟒蛇和眼镜王蛇(King Cobra)的基因组进行了测序,首次向人们展示了完整且有注释的蛇类基因组。该研究揭示了缅甸蟒蛇的一个非凡的能力“生理重塑(physiological remodeling)”。研究团队发现,在缅甸蟒蛇进食以后,其基因表达经历了巨大的改变,致使蟒蛇的心脏、小肠、肝脏和肾脏在24-48小时以内增大35-100%。同时,蟒蛇的代谢也显著增强。当消化完成后,上述器官可在几天内恢复正常大小。研究人员指出,理解蟒蛇的生理重塑,能为多种人类疾病研究提供关键性的线索。研究显示,蛇类基因组是脊椎动物中演化得最快的。

    蜈蚣:又名“天龙”、“百脚虫”,喜肉食,喜栖息阴暗潮湿之处。然而其和蝎子类似,虽有毒,但可入药,具有息风镇痉、攻毒散结、通络止痛之功能。

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    12个国家的100多位科学家组成的一个国际科学小组于2014年底完成了多足类动物——蜈蚣(Strigamia maritima,有毒蜈蚣家族成员)的基因组测序,并发现了关于它们的生物学进化、独特的视力缺失和昼夜节律的新线索。该研究确定了味觉受体的大量基因扩张,这些味觉受体疑似发挥了嗅觉(气味)器官在昆虫中发挥的嗅觉作用。这是平行演化的一个很好的例子,平行演化意指两个或多个相关但不同种系的生物,因生活在相似环境而发育了相似的形状。”另外,该研究还揭示了该种蜈蚣缺失了视觉相关的基因,更有趣的是,生物钟相关基因也丢失了。

    蟾蜍:俗称“癞蛤蟆”,别名“苦蠪”、“虾蟆”、“石蚌”等。昼伏夜出,善捕昆虫,是庄稼的“好帮手”。而且,蟾蜍提取的蟾酥以及蟾衣则是我国紧缺的药材。

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    早在2010年,模式生物非洲爪蟾的基因组就被成功解读。其基因组有约17亿个碱基对,包含2万至2.1万个基因,其中约1700个基因与人类相应的基因非常相似,而这些基因与癌症、哮喘、心脏病等疾病的发病有关。研究人员表示,这项成果有助于理解一些人类基因的基本功能,从而更好地将其应用在人类健康领域。此外,它还可以帮助科学家找到两栖动物在全球范围内迅速消亡的原因。

    壁虎:古称“守宫”,不同地区又有“四脚蛇”、“勾镰蛇”、“钱龙”等称呼。其最为神奇之处在于其脚掌的超强黏附能力以及“动一动脚掌,不带走一颗沙粒”的神奇抗吸附能力。

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    壁虎是蜥蜴的一种。来自美国、瑞典和英国的研究人员2011年公布了北美绿蜥蜴(Anolis carolinensis)的基因组框架图。研究人员利用全基因组鸟枪法Sanger测序,追踪了一只来自南卡罗莱纳州的雌性绿蜥蜴的基因组,共1.78 Gb。研究小组预计蜥蜴基因组约有17,472个蛋白编码基因以及超过2,900个RNA基因。蜥蜴基因组与鸡基因组的比较显示绿蜥蜴经历了相对很少的重排,仍然包含数百个鸡基因组中的合成模块。蜥蜴基因组与其他8种脊椎动物序列的比较揭示出其他脊椎动物中绿蜥蜴基因的许多同源物。

    结语

    “五毒”的基因组虽然已经全部被成功解读,然而关于它们尚有许多的奥秘,诸如壁虎神奇的“吸星大法”,蟾酥的巨大功效,蜈蚣别样的“生物钟”等,等待我们去揭示。

     

    来源:测序中国

     

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