澳大利亚肺鱼基因组测序

澳大利亚肺鱼福氏新藻),一种肺鱼 本机 昆士兰州东南部的玛丽和伯内特河(Mary 和 Burnett River)系统的基因组大小约为人类的14倍。

国家动物园的澳大利亚肺鱼(福氏新藻)&水族馆在堪培拉,澳大利亚。图片来源:Mitch Ames / CC BY-SA 4.0。

澳大利亚肺鱼福氏新藻)在国家动物园&水族馆在堪培拉,澳大利亚。图片来源:Mitch Ames / CC BY-SA 4.0。

肺鱼属于叶鳍鱼(Sarcopterygii),出现在约4亿年前泥盆纪时期的化石记录中。

有些人认为肺鱼是“活化石”,因为它们的形态几乎没有变化。

肺鱼与陆栖脊椎动物共有通过类似于我们的肺部呼吸空气的能力。

在仅有的六个活肺鱼物种中,有四个生活在非洲,一个在南美,以及 福氏新藻 在澳大利亚。

最近的遗传研究倾向于支持假说:肺鱼是四足动物的近亲。因此,它们对于理解伴随脊椎动物生命从水到土地的转变的进化和预适应至关重要。

“我们在肺鱼的基因组中能找到什么解释这些鱼如何离开水面并着陆?”康斯坦茨大学生物学系研究员阿克塞尔·迈耶(Axel Meyer)教授说。

“殖民土地的主要进化事件除了需要通过肺部的呼吸进行呼吸外,还需要进行其他许多进化创新,例如闻空气中的气味和在土地上移动的能力。”

对基因组进行测序和组装 福氏新藻,Meyer教授及其同事使用了长读和超长读纳米孔技术。

他们发现,肺鱼基因组包含超过430亿个碱基对,约为人类基因组的14倍,是迄今为止最大的动物基因组序列。

研究人员说:“生理学分析确定,肺鱼是最接近四足动物的近亲,在进化中处于关键位置,这突显了它们对于了解与陆地化相关的创新的重要性。”

“在陆地上生活的适应包括获得肢体状的发育基因表达,例如 hoxc13sall1 在他们的鳍上。”

“与专心呼吸相关的基因(例如肺表面活性剂)的进化和重复速率提高,以及检测空气中异味的气味受体基因家族的扩展,有助于它们形成类似四足动物的生物学。”

他们总结说:“这些发现提高了我们对脊椎动物进化过程中这一主要转变的理解。”

A 研究结果发表在本周的杂志上 性质.

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迈耶 。巨型肺鱼基因组阐明了脊椎动物对土地的征服。 性质,于2021年1月18日在线发布; doi:10.1038 / s41586-021-03198-8

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