巨型海洋生物的基因秘密终于揭晓

根据巴西坎皮纳斯大学生物学研究所(IB-UNICAMP)科学家最近的一项研究,包括海豚、鲸鱼和鼠海豚在内的鲸类物种之间的巨大体型差异在很大程度上是由特定基因区域的活动来解释的。

蓝鲸 (Balaenoptera musculus 鳞翅目),例如,可以长到30米(98英尺)长的巨型海豚,而宽吻海豚(Tursiops truncatus 蒺藜)通常不超过 3.5 米。这项新研究不仅有助于解释这些巨大的尺寸差异,而且还可能取得进展癌症治疗。

研究人员研究了DNA序列,该序列位于编码蛋白质的基因部分之前,称为启动子区域.检查一种称为NCAPG公司揭示了鲸类动物之间有趣的关系。

更重要的是,所鉴定的调控序列可能在管理适应大规模生长的动物细胞的任何失控增殖中发挥作用。

鲸类动物分为两类;神秘的,包括所有须鲸,如座头鲸,以及Odontoceti,其中包括有牙齿的鲸鱼,如抹香鲸和海豚。然而,尽管有如此独特的进化分类,整个水生哺乳动物群可以以另一种方式划分。

“我们在基因的启动子区域发现了NCAPG公司长度大于或小于 10 米的人之间的划分——巨人和非巨人,”费利佩·席尔瓦(Felipe Silva),新论文的第一作者,IB-UNICAMP的遗传学家。

以前的研究由同一组人透露,NCAPG公司基因似乎受到巨型鲸类动物进化的青睐。关于该基因启动子和编码区域的新发现表明,它在导致鲸类动物长到巨大尺寸方面起着重要作用。

基因活性很大程度上取决于启动子区域,启动子区域就像基因表达的调节剂。席尔瓦和他的团队发现,在巨型鲸类动物的特定启动子的要求下,大小控制蛋白在巨型鲸类动物中更活跃。相比之下,长度小于10米的鲸类动物具有相同的基因作为抑制剂,限制了这些蛋白质的产生,从而限制了动物的大小。

“我们的研究结果并没有改变该小组的进化树,但构成了巨大的体型具有基因组基础的新证据。来自IB-UNICAMP的遗传学家Mariana Nery。

调节体型的蛋白质在巨型鲸类动物中更活跃,这解释了为什么抹香鲸(Physeter macrocephalus 大头藻),它是巨大的,但有牙齿,与同样巨大但没有牙齿的 Mysticeti 关系更密切。

这些相同的基因是10米以下鲸类动物的抑制剂,这解释了8.8米长的无齿普通小须鲸(Balaenoptera acutorostrata 鳞翅目)和其他有齿的非巨型鲸类动物。

“对其他基因的分析证实了进化上建立的群体,”Nery说解释,“这意味着小须鲸和抹香鲸的特征可能是趋同的适应——相似的特征通过不同的途径在不同的群体中独立进化。

尽管在具有大量细胞的动物中预期会出现肿瘤,但巨型鲸类动物表现出异常的癌症发病率低.

然后,研究人员分析了四个基因的调控区域,这些基因具有以前有研究了他们的蛋白质编码序列。非编码序列,包括启动子和增强子等调节元件,在协调基因表达的时间和位置方面发挥作用。

“分析这些鲸类动物基因组的编码和非编码部分很重要,因为两者都被证明对这些特征很重要,这些特征在这些动物中进化得非常快,正如分析所显示的那样,”席尔瓦解释.

研究小组推测,这些调节区域不仅可能对鲸类动物的大小产生影响,而且可能影响它们抑制癌症的能力。

“人类也有这些基因,所以了解更多关于它们如何抑制这些动物肿瘤形成的信息会很有趣。尼里。

“例如,这些知识可以通过激活或抑制基因组的特定区域来帮助开发未来的癌症治疗方法。

该研究已发表在BMC 生态与进化.

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