特聘教授PNAS发现新基因

　　

生物通报道：来自华东师大的消息，华东师大生科院，英国伦敦大学等处的研究人员在食虫性蝙蝠的外耳毛细胞中发现了一个新鉴定的基因Prestin，能帮助提高哺乳动物的听觉。这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

文章的作者包括来自华东师大的张树义教授，其1995年获中科院“****”项目资助，2001年获中国科学院“青年科学家”奖，2006（唯一获奖者）和2007年（排名第二）两次获得“国家科学技术进步二等奖”。现为华东师大生命科学学院紫江特聘教授，博士生导师。其它作者还包括李钢博士。

蝠隶属于翼手目，整个家族共有1117个物种，占兽类物种总数的20%左右。蝙蝠根据形态、食性和是否具有回声定位能力被分为旧大陆果蝠和食虫蝙蝠，早期的形态学家也根据这些特征将蝙蝠分为大蝙蝠和小蝙蝠两个亚目。然而，2005年，《科学》杂志的一篇基于分子证据的文章，彻底推翻了这种传统的分类方法：旧大陆果蝠和某些回声定位蝙蝠、尤其是恒频蝙蝠具有共同祖先，而与另外的使用斜频的回声定位蝙蝠亲缘关系较远。

在哺乳动物中，回声定位蝙蝠听觉的频率范围在所有的哺乳动物中最宽广，其原因是一个新鉴定的基因Prestin所编码的蛋白质，在哺乳动物的外耳毛细胞放大机能上起到了“发动机”的作用，而哺乳动物的高频听觉敏感性和选择性，同外耳毛细胞放大机制有着密不可分的联系。

为了探究Prestin基因与蝙蝠回声定位之间的进化关系，张树义教授带领的研究团队与英国学者合作，系统地研究了这个基因在具有回声定位能力的食虫性蝙蝠和不具有回声定位能力、以果实为食的蝙蝠之间的进化关系。结果显示，所有具有回声能力的蝙蝠的Prestin基因表现出很高的相似性。而且，在恒频蝙蝠——菊头蝠科中，Prestin基因受到显著的正选择作用：在这一特殊类群中，与高频听觉敏感性和选择性有密切联系的Prestin基因的进化速度明显加快。这项研究结果说明：蝙蝠的高频听觉能力是相对独立地进化出来的。

在之前的研究中，张树义教授带领的研究组还发现，和发声相关的Foxp2基因与蝙蝠回声定位密切相关；此项研究再次显示，和听觉相关的基因Prestin与蝙蝠回声定位也密切相关。因此，这两项研究成果系统、深入地揭示了蝙蝠回声定位进化的分子机制。

附：

张树义，1964年出生于吉林省；生命科学学院紫江特聘教授，博士生导师。1994年获法国居里大学生态学博士学位。目前担任国际杂志EcoHealth（IF=1.5）的副主编；中国科学探险协会常务理事。
张树义教授1995年获中科院“****”项目资助，1996年入选国家百千万人才工程第一、二层次，1997年获国务院政府特殊津贴，2000年获国家杰出青年基金；2001年获中国科学院“青年科学家”奖；2006年获中国科学院“优秀导师奖”；2006（唯一获奖者）和2007年（排名第二）两次获得“国家科学技术进步二等奖”。

张树义教授是我国第一个到南美亚马逊热带雨林进行野外研究与考察的生态学者。他曾在法国国家科研中心位于法属圭亚那原始森林的生态站工作19个月，研究新大陆灵长类动物的行为生态以及南美热带雨林中的动植物协同进化关系。此外，他还先后去东非大裂谷、马达加斯加、马来西亚等热带雨林以及南极进行科学考察。他目前的研究领域侧重于与翼手目动物相关的交叉学科以及保护医学（动物健康、生态健康与人类健康之间的关系）。关于翼手目动物的研究包括蝙蝠分类与进化的形态、回声定位与分子的比较，蝙蝠回声定位的神经生理学基础，蝙蝠繁殖特殊对策的生理与分子基础，蝙蝠冬眠的生态、生理与基因组学，地磁对蝙蝠导航的影响，等等。关于保护医学的研究重点集中在与蝙蝠相关的病毒。以上研究与美国、英国、澳大利亚、新西兰等国家的学者合作开展。
张树义教授曾担任国家科技部SARS野生动物自然宿主研究项目的负责人，2004年作为主要参加者在Science杂志发表了关于“SARS分子流行病演化规律”的文章，2005年作为共同通讯作者在Science杂志发表了“蝙蝠是类SARS病毒自然宿主”的文章；2005年作为主要参加者，在Nature上发表了关于青海野生鸟类暴发H5N1禽流感的文章。

关于蝙蝠的其他研究主要取得如下成果： 1） 证实大足鼠耳蝠食鱼（Journal of Mammalogy, 2003）；2）系统地揭示了生活在竹筒里的两种扁颅蝠的行为生态（Journal of Mammalogy, 2005; Journal of Zoology, 2007）；3）发现棕果蝠具有与人类相似的月经现象(Biology of Reproduction, 2007)；4）发现与语言相关的Foxp2基因在回声定位蝙蝠中加速进化(PLoS One, 2007)；5）发现能长距离迁徙的蝙蝠利用地球的磁极罗盘进行定向(Proceeding of the Royal Society B, 2007)；6）发现蝙蝠携带的冠状病毒与其宿主之间存在一定的协同进化关系(Emerging Infectious Disease, 2007)；7）发现一个有效蝙蝠新物种――北京宽耳蝠(Journal of Mammalogy, 2007)；8）发现恒频蝙蝠下丘神经元具有对声刺激时程的选择性(Journal of Neurophysiology, 2008)；9)发现与听觉相关的Prestin基因在回声定位蝙蝠中表现出很高的相似性，而且在恒频蝙蝠菊头蝠科中受到显著的正选择作用(PNAS, 2008)。他迄今为止在SCI杂志发表文章80余篇，被引用700余次。关于“蝙蝠是类SARS病毒自然宿主”、“Foxp2基因在蝙蝠家族中加速进化”的研究先后被Science杂志评述。