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科学家首度公布6种蝙蝠的高质量基因组图谱

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科学家首度公布6种蝙蝠的高质量基因组图谱

2020-07-23 12:00:41
来源:互联网
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科学家首度公布6种蝙蝠的高质量基因组图谱 科技 第1张

来源:学术经纬

和我们一样,蝙蝠也是哺乳动物,但它们十分“另类”:会飞,有独特的回声定位,寿命远超同体型的哺乳动物,可携带多种病毒却对病毒感染有异乎寻常的免疫力……

除了突如其来造成大流行的新冠病毒(SARS-CoV-2)与蝙蝠有着密切关系,近年来已有多种致命的病毒感染性疾病被证实起源于蝙蝠,包括SARS病毒、MERS病毒、埃博拉病毒和马尔堡病毒等。

科学家首度公布6种蝙蝠的高质量基因组图谱 科技 第2张

马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)(图片来源:123RF)

今日,顶尖学术期刊《自然》在线发表的一篇论文,为我们从遗传学基础上理解蝙蝠的非凡适应能力带来了新的洞见。作为全球基因组合作计划Bat1K的一部分,多国科学家组成的一支研究团队公布了6种蝙蝠的首个高质量参考基因组。

“这些参考基因组将成为研究蝙蝠如何耐受冠状病毒感染时的重要工具,或能增强人类面对COVID-19这类疾病的生存能力。”研究作者在论文中指出。

科学家首度公布6种蝙蝠的高质量基因组图谱 科技 第3张

迄今为止,已知的蝙蝠物种超过1400种,约占据了现存哺乳动物物种的1/5,遍布世界各地。此次,科学家们构建了6种蝙蝠的基因组序列,分别是马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)、埃及果蝠(Rousettus aegyptiacus)、苍白矛吻蝠(Phyllostomus discolor)、大鼠耳蝠(Myotis myotis)、库氏伏翼(Pipistrellus kuhlii)以及獒蝠(Molossus molossus)。它们在进化上分属于蝙蝠的两大分支,也是各种蝙蝠当中抗病毒能力强、寿命长、听觉等感觉系统极度适应环境的佼佼者。

整合最新的测序技术和组装算法,研究小组此次获得的高质量基因组数据,比过去已发表的蝙蝠基因组序列在连续性上高出了两个数量级,并且达到了近100%的基因完整性。针对每种蝙蝠2万个左右编码蛋白质的基因,研究人员做了高度完整的基因注释。因此,科学家们有了丰富的资源展开后续研究。

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大鼠耳蝠(Myotis myotis)(图片来源:123RF)

通过全基因组筛选,研究人员们对蝙蝠超常免疫力背后的基因基础有了新的认识。比如,他们发现一些免疫相关基因在进化上发生正向选择,表明蝙蝠的共同祖先就开始进化出有别于其他哺乳动物的免疫调节机制。

同时,蝙蝠基因组中,具有免疫刺激功能的基因,比如调节NF-κB信号通路和编码促炎因子的几种基因失去活性。

相反,一种抗病毒基因APOBEC3则发生了扩增,这类基因编码的蛋白参与限制病毒感染和转座子活性。因此,这些变化都有助于蝙蝠对病原体有更强的耐受性

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与免疫信号通路有关的一些关键基因和抗病毒基因发生的变化,反映了蝙蝠特殊免疫适应能力可能的分子机制

科学家们还在蝙蝠基因组中筛选病毒感染留下的痕迹,发现了大量不同的逆转录病毒已整合到蝙蝠的基因组中,意味着蝙蝠已被这些病毒感染,也进一步说明蝙蝠对病毒感染有一贯的耐受力。

研究人员在论文最后指出,这项工作构建的高质量蝙蝠基因组,可以作为宝贵的资源,让我们更好地从分子基础上理解蝙蝠为什么有超常的免疫力和超长的寿命,帮助我们鉴定和验证最终可用于延缓人类衰老、治疗疾病的分子靶标,并期待为终结当前这场新冠病毒大流行、防范未来的病毒大流行提供可依赖的重要工具。

科学家首度公布6种蝙蝠的高质量基因组图谱 科技 第6张

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