中外科学家Nature子刊绘制蜘蛛基因组图谱

是什么让蜘蛛成为蜘蛛？我们能够从蜘蛛身上学到什么？来自奥胡斯大学和华大基因研究中心的研究人员，在成功完成对蜘蛛基因组的测序后得出了惊人的结论：令人毛骨悚然的八条腿蜘蛛在某些方面与人类相似。

　　

生物通报道  是什么让蜘蛛成为蜘蛛？我们能够从蜘蛛身上学到什么？（延伸阅读：首都师范大学任东教授Science后再发重要成果）

来自奥胡斯大学和华大基因研究中心的研究人员，在成功完成对蜘蛛基因组的测序后得出了惊人的结论：令人毛骨悚然的八条腿蜘蛛在某些方面与人类相似。

而这并非只是一个可怕的研究发现。这一测序对于未来我们更深入地了解蜘蛛的某些特性具有重要的意义。这一重要的研究成果发表在5月6日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

奥胡斯大学的Kristian W. Sanggaard和Jesper S. Bechsgaard说：“简言之，我们为每个对蜘蛛感兴趣的人取得了一个工具。”这二人与华大基因研究中心的方晓东（Xiaodong Fang）为该研究论文的共同第一作者。

通过描述蜘蛛基因组，研究人员大致绘制出了它的遗传图谱。未来这一图谱可用于深入探究及导航至蜘蛛功能的不同方面。

蜘蛛是什么？

研究人员对两类蜘蛛展开了研究，它们代表了蜘蛛家族三个主要群体中的两个。其中一个是小的丝绒蜘蛛(velvet spider)，另一个是狼蛛（tarantula）。

他们成功地测序了丝绒蜘蛛基因组，而狼蛛遗传图谱中仍然有一些尚待解答的知识空白。

Kristian W. Sanggaard说：“我们的想法是通过比较它们的遗传组成，尝试看我们是否能够概括地说出是什么让蜘蛛成为了蜘蛛。”然而由于两类蜘蛛的共同祖先存在于大约3亿年前，研究人员只找到数量有限的相似之处。“但我们发现大约有200-300种基因只存在于其中的一种蜘蛛中，”Jesper S. Bechsgaard说。

从概观到获得深刻的见解

研究人员对只是绘制出蜘蛛的基因组图谱感到并不满意。他们还检测了两个最令人感兴趣的领域——丝和毒液的蛋白质组成。通过纳入这些蛋白质，他们不再将自身局限于只是提供一张图谱，还详细地填补了两个特异的空白点。诺贝尔奖得主James Watson将基因比作是“脚本”，而蛋白质则是“演员”。通过描述这些蛋白，研究人员可以说证实了它们的脚本在起作用——遗传图谱实际上引导了正确的方向。这是同时描述基因组及蛋白质的少数研究之一。这是因为奥胡斯大学的研究人员拥有一些世界上最先进的质谱设备能够对大量的蛋白质进行测序，使得能够实现这种可能。

我们可从蜘蛛处学到什么

蜘蛛是一个出色的猎手。在蛛网的帮助下，它能够捕获比自身大数倍的猎物，随后它还可以利用它的毒液来杀死猎物。世界各地许多的研究人员都想要深入地了解蜘蛛的一些方面，例如它是如何生成细但却非常牢固的蛛丝的，它的毒液是如何起作用的。通过了解这些潜在的机制，我们有可能能够将其转化为长远的工业用途，例如制造出一些生物材料，或开发药物和农药。

通过描述这一基因组，研究人员获得了相比以往更好的一种蜘蛛研究工具。“人们可以选择他们感兴趣的蜘蛛的一个方面或特征，然后利用我们发布的这一‘遗传图谱’，我们自身也利用了这一遗传图谱来研究蛛丝和毒液。这给蜘蛛研究人员提供了全新的机会，”两位奥胡斯大学的研究人员说。他们个人打算在未来的工作中利用这一基因组来研究蜘蛛的消化酶及免疫系统。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Spider genomes provide insight into composition and evolution of venom and silk

Spiders are ecologically important predators with complex venom and extraordinarily tough silk that enables capture of large prey. Here we present the assembled genome of the social velvet spider and a draft assembly of the tarantula genome that represent two major taxonomic groups of spiders. The spider genomes are large with short exons and long introns, reminiscent of mammalian genomes. Phylogenetic analyses place spiders and ticks as sister groups supporting polyphyly of the Acari. Complex sets of venom and silk genes/proteins are identified. We find that venom genes evolved by sequential duplication, and that the toxic effect of venom is most likely activated by proteases present in the venom. The set of silk genes reveals a highly dynamic gene evolution, new types of silk genes and proteins, and a novel use of aciniform silk. These insights create new opportunities for pharmacological applications of venom and biomaterial applications of silk.