张亚平院士最新MBE文章TRPC2基因研究获进展

　　

生物通报道，中国科学院昆明动物研究所张亚平院士领衔的研究小组在最新的《Molecular Biology and Evolution》发表TRPC2基因功能与进化研究进展。

 

审稿过程中受到国际同行的高度评价，认为 “The data shown here are robust and the findings are quite interesting and valuable to assess the roles of the evolutionary changes in chemosensory receptor genes in mammals with drastic habitat shifts”。

 

海洋哺乳动物因其适应与陆地截然不同的海洋环境，具有重要的进化意义。但到目前为止，关于它们在海洋环境中生存的遗传基础方面的研究非常有限。

 

中科院昆明动物所张亚平院士、云南大学于黎研究员和博士研究生靳伟通过对海洋哺乳动物和陆地哺乳动物的犁鼻器系统特异表达基因——瞬时受体电位基因（TRPC2）的研究，为哺乳动物从陆地到海洋转变过程中的信息素感知方面的进化提供了重要信息。

 

信息素在哺乳动物生殖和社会行为方面起重要作用，主要由犁鼻器系统感知。研究显示，完全适应于海洋生活的鲸目（长须鲸）的TRPC2基因是假基因，选择压力明显放松，基因功能丧失，而营半水生生活的加利福尼亚海狮的TRPC2基因是功能基因，仍然受到较强的选择压力。因此推测，鲸类因其完全适应于海洋生活，退化的犁鼻器信息素感知功能促使TRPC2基因假基因化，而对于“两栖”的加利福尼亚海狮来说，陆地生活仍然需要犁鼻器信息素感知，因此其TRPC2基因仍然是功能基因。

 

进一步分析表明犁鼻器信息素信号传导通路可能在鲸目的共同祖先时（32-53百万年之间）就已失去功能。令人惊奇的是，与加利福尼亚海狮不同，同样营半水生生活的港海豹和欧亚水獭的TRPC2基因都是假基因。

 

TRPC2基因很有可能在港海豹和欧亚水獭中独立假基因化和丧失功能（分别大约在2.7百万年和1.8百万年后）。其它未知的选择压力或感觉器官补偿机制可能促使了港海豹和欧亚水獭的TRPC2基因假基因化。

 

张亚平院士PLoS One文章

蝙蝠是夜行性动物。食虫蝙蝠主要用回声定位来确定方位，捕捉昆虫，眼睛退化，甚至之前人们认为蝙蝠是瞎子，这个是大家所熟悉的。旧大陆果蝠并没有回声定位能力（除了果蝠属有回声定位，但一般只用于进入山洞后的巢穴定位），它们主要依赖视觉和嗅觉来寻找食物，眼睛很发达。中国科学院昆明动物研究所分子进化基因组张亚平院士及其博士生沈永义克隆了控制形成视网膜上视杆细胞（主导暗视觉，相对于视锥细胞的色视觉）暗视觉感受器的RH1基因，发现无论是眼睛退化的食虫蝙蝠还是眼睛发达的旧大陆果蝠的视杆细胞全部都有表达RH1基因，说明了即使是眼睛高度退化的食虫蝙蝠，它们仍然具有暗视觉。对该基因序列的进一步分析发现，该基因在果蝠与墓蝠（食虫蝙蝠，眼睛没退化）间发生了趋同进化，长翼蝠和菊头蝠（都是眼睛退化）也发生了趋同进化。该结果揭示了，蝙蝠分化后，可能由于对暗视觉的趋同需求（有些种类趋同于更多依赖视觉，眼睛发达；而有些是趋同于较少依赖视觉，眼睛退化），导致了RH1基因在蝙蝠里面发生了多次趋同进化。

 

该研究成果公布在1月21日发表的《公共科学图书馆·综合》（PLoS ONE）上， 并在2月10日被Nature China 的编辑Felix Cheung报道。

（生物通 整理）

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