基因组研究揭示骆驼沙漠适应性机制

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沙漠生存动物能忍受普通生物不能容忍的高温、缺水的环境，过去人们对动物的沙漠适应性基因机制知之甚少。近日，内蒙古农业大学、深圳华大基因研究院以及沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技城国家生物技术中心等多家单位的科研人员成功破译了骆驼科的三个物种：双峰驼、单峰驼、羊驼的基因组序列，首次从基因层面剖析了骆驼科的沙漠适应性机制。该研究成果发表在新一期《自然·通讯》杂志上。
　　科研人员分别对一头双峰驼，一头单峰驼和一头羊驼提取血液DNA进行了高深度全基因组从头（de novo）测序，并同时结合双峰驼的转录组数据，研究骆驼的沙漠适应性以及骆驼科物种的进化历程。群体历史规模分析显示这三个物种的群体规模与地质年代变化密切相关。通过比较基因组学研究，揭示了骆驼科物种在脂肪代谢、水代谢，热应激，耐干旱，抗紫外辐射，应对沙尘暴的方面的特性。转录组分析揭示了骆驼特殊的渗透调节与渗透保护，与水分保持机制，为研究骆驼的沙漠适应性奠定重要的基石。
　　在骆驼的沙漠适应性机制方面，作者发现，骆驼上一些与热应激，呼吸，钠、钾离子转运等相关的条目存在快速进化，其中一些与呼吸相关的基因在骆驼上受到正选择。此外，作者还发现，渗透压调节，是骆驼用来应对沙漠缺水环境的一大适应性进化。作者发现骆驼肾脏细胞中的存在高的有机渗透物，而这些高含量的有机渗透物的存在恰好能维持细胞中的高渗透压，保持细胞中的水分含量。而对于高渗透压带来的不利影响，骆驼体内通过大量抗氧化相关的基因来消除。
　　骆驼嗜盐，却不会像人类一样因为进食盐含量过多而患上高血压，骆驼奶具有抗糖尿病的功效，这些都暗示了骆驼作为一种疾病研究模型的重大价值。