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草莓箭毒蛙基因组成功解析

| 2019-09-22

  科技日报讯 (记者赵汉斌 通讯员赵若苹)记者从中科院昆明动物研究所获悉,该所近日联合美国北卡莱罗纳大学、加利福尼亚大学和丹麦哥本哈根大学的研究人员,首次成功“破译”草莓箭毒蛙基因组,揭示了其基因组演化特征,为研究毒蛙的演化提供新思路。研究成果发表于国际著名杂志《分子生物学与进化》。

  箭毒蛙是生活在中美洲及南美洲加勒比海沿岸的低地森林中的一种小型陆地蛙,当地部族将其分泌的毒素涂在箭上,因此得名。箭毒蛙以其强烈的毒性、绚丽斑斓的色彩以及独特的生活习性而不同寻常。一些箭毒蛙所携带的毒素,强度是吗啡的200倍。虽然这些强毒素是对付天敌的致命武器,但对自身却没有影响。箭毒蛙如何从食物中获得毒素、其神经系统又如何演化出抗毒能力,目前还不清楚。

  研究人员对草莓箭毒蛙进行了基因组测序和组装分析后发现,草莓箭毒蛙基因组的大部分区域是由高度重复序列组成。通过比较基因组学研究还发现,草莓箭毒蛙的重复元件在鱼和蛙类之间存在着大量的水平转移,并表现出很高的重复性以及很高的转录表达水平。经解析,草莓箭毒蛙的基因组大小为6.76—9Gb,相比于四足动物要大很多,而转座子的不断扩增,导致基因组逐渐增大。

  此前的研究表明,基因SCNA参与了对神经毒性生物碱毒素的毒性抵抗。研究人员此次发现,在草莓箭毒蛙SCNA基因家族发生了核苷酸替换,研究表明某些氨基酸替换在抵抗神经毒性生物碱的毒性中可能发挥着潜在的作用。他们还发现了第一个基因组测序毒蛙中的离子通道,并探讨了它与皮肤对隔离毒素自耐受演化关系。

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