华东师大2010年前后两篇文章解析功能基因

　　

生物通报道：来自华东师范大学，英国伦敦大学玛丽皇后学院等处的研究人员近年来通过研究蝙蝠基因，分析功能基因的趋同进化，获得了显著成果。今年接连发表两篇文章，就prestin基因与Gulo基因等方面进行了分析。

维生素C合成能力的丧失，是一种罕见的现象。人与豚鼠丧失该能力的主要原因，是体内维生素C合成途径中最后一步关键酶——古洛糖酸内酯氧化酶的丧失。因为编码GULO的基因在漫长的进化过程中积累了大量突变，发生了假基因化，从而不能合成该关键酶。所谓假基因化，即虽然具有与功能基因相似的序列，但是由于有许多突变导致其失去了原有的功能，变成没有功能的基因。

之前的研究一直认为，蝙蝠不具备合成维生素C的能力，因为在蝙蝠体内检测不到GULO的活性，这个观点甚至被写进了教科书。而近期华东师范大学的研究人员在对一种蝙蝠的基因组进行搜索后，得到了该蝙蝠的GULO基因，进一步的进化分析显示，这种蝙蝠的GULO在基因的关键部位积累的大量突变，正处于一种大规模丧失维C合成能力的过程中。这一研究成果公布在Molecular Biology and Evolution杂志上。

华东师大科研人员目前只发现了两个属的蝙蝠仍保留有维生素C的合成能力，这两种蝙蝠就是棕果蝠和大蹄蝠。而其它25个属，如犬蝠属、菊头蝠属、鼠耳蝠属等，已被报道丧失了该能力。这些属的蝙蝠在新大陆和旧大陆均有分布。

另外研究人员还发现了对高频声音的敏感听觉不仅仅是回声定位，还是蝙蝠、海豚这两类亲缘关系很远的动物类群之间发生基因序列趋同进化的原因。这一研究成果公布在《Current Biology》杂志上。

研究人员提出假设：回声定位鲸类和回声定位蝙蝠的prestin基因在分子水平上也许同样存在趋同进化。Prestin基因编码的蛋白在兽类耳蜗的外毛细胞中表达，与耳蜗对声音频率的敏感性和选择性有关。经过实验，他们从基因组DNA中得到7种鲸类的prestin基因序列全长。通过prestin基因树的构建以及选择压力的分析，他们发现4种具有高频回声定位能力的海豚和回声定位蝙蝠在基因树上聚成了一个支持度很高的单系群，有明显的趋同进化的可能。同样令人兴奋的是：两种非回声定位的须鲸在基因树上还是同它们的鲸偶蹄目近亲——牛聚在一起，并没有同回声定位蝙蝠聚在一起。在排除长枝吸引和基因转换等其他非自然选择因素的影响后，他们肯定了在两类独立产生的高频回声定位物种中发生趋同进化的结论。有趣的是，当抹香鲸的序列被加入后，两类回声定位物种中趋同进化的信号明显减弱。因此，他们得出结论：对高频声音的敏感听觉，而不仅仅是回声定位，是蝙蝠、海豚这两类亲缘关系很远的动物类群之间发生基因序列趋同进化的原因。

（生物通：万纹）

作者简介：

张树义 博士

学习、工作经历
1983.9至1987.7在东北师范大学生物系生物学专业获理学学士学位；
1987.9至1989.6 东北师范大学环境科学系硕士研究生；
1989.9至1990.7 在法国第十三大学获得行为生物学专业 “深入研究”文凭；
1990.9至1994.12在法国居里大学获得行为生态学专业博士文凭；
1995年5月受中国科学院“****”项目资助，到动物研究所工作，任助理研究员；
1997年任中国科学院动物研究所研究员，博士生导师；
2006年任华东师范大学生命科学院教授，博士生导师；

1. 研究领域：
1）与蝙蝠相关的多学科研究、重点在交叉领域；
2）保护医学——生态健康、动物健康与人类健康的交叉点（与美国Consortium for Conservation Medicine全面合作）
2. 研究方向：
1） 蝙蝠行为生态、回声定位、分子进化研究(与英国Bristol大学Gareth Jones教授、新西兰奥克兰大学Stuart Parsons博士、英国伦敦大学Stephen Rossiter博士合作)；
2）蝙蝠特殊的生殖策略(与科学院动物研究所王红梅研究员合作)；
3）蝙蝠冬眠的生理及神经调控 (与科学院武汉数理研究所所雷皓研究员、昆明动物所马原野研究员合作)；
4）蝙蝠的听觉与神经机理研究(与美国加州大学Walter Metzner教授合作)；
5）蝙蝠的生物磁学研究(与科学院地球物理所潘永信研究员合作)；
6）蝙蝠携带的重要病原微生物(与科学院上海巴斯德研究所Vincent Deubel研究员合作)