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“活化石”软体动物基因组揭示眼睛进化密码


5月11日,《自然-生态与进化》杂志发表了中国科学院南海海洋研究所研究员喻子牛团队的一项最新研究成果,论文中突破性地解开了“活化石”软体动物鹦鹉螺独一无二的“针孔眼”的基因密码。

喻子牛介绍,研究团队在国际上首次完成了鹦鹉螺基因组测序,通过比较基因组学和反向验证法分析表明,鹦鹉螺基因组中不但缺失了晶状体发育的关键转录因子NRL/Maf,同时还缺少了构成了晶状体主要蛋白S-crystallin基因,导致晶状体无法发育,因此共同促进了鹦鹉螺针孔眼的形成。另外,鹦鹉螺基因组仅保留最简单的光信号传导通路和唯一的感光分子r-opsin,还无法识别颜色,是一个彻彻底底的“色盲”。在眼睛中,11-顺式视黄醛可以通过视黄醛异构酶来产生,它和opsin分子共同决定了对光的敏感度。在章鱼、乌贼等头足动物中,11-顺式视黄醛是通过视网膜色素Retinochrome产生的,而在人类等高等动物,则是通过RPE65催化完成的。鹦鹉螺则具有Retinochrome和RPE65双重视黄醛异构循环系统,且RPE65基因在基因组中还出现了特异性扩张,表明可能与通过11-顺式视黄醛大量生成来提高其感光能力,从而适应昼伏夜出的生活习性。