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昆明动物所基因通路进化研究获得新进展
日期:2012-04-27 |来源:昆明动物研究所 |作者:沈永义 | 【 【打印】【关闭】浏览次数:

蝙蝠是夜行性动物。食虫蝙蝠主要用回声定位来确定方位、捕捉昆虫,其眼睛退化;旧大陆果蝠没有回声定位能力,它们主要依赖视觉和嗅觉来寻找食物,其眼睛很发达。在之前的研究里,中国科学院昆明动物研究所沈永义副研究员在张亚平院士的指导下克隆了视网膜上视杆细胞视紫红质的RHO基因(Rhodopsin),发现无论是眼睛退化的食虫蝙蝠还是眼睛发达的旧大陆果蝠的视杆细胞都有表达RHO基因,说明了即使是那些眼睛高度退化的食虫蝙蝠,它们仍然具有暗视觉。该基因在果蝠与墓蝠(食虫蝙蝠,眼睛没退化)间发生了趋同进化,长翼蝠和菊头蝠(眼睛都退化)也发生了趋同进化。该结果揭示了在蝙蝠分化后,可能由于对暗视觉的趋同需求(有些种类趋向于更多依赖视觉,眼睛发达;而有些是趋向于较少依赖视觉,眼睛退化),导致了RHO基因在蝙蝠里面发生了多次趋同进化。该研究成果发表于PLoS ONE http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0034564),并被Nature China列为研究热点。

考虑到RHO只是暗视觉通路里面的一个基因,而暗视觉需要多个基因起作用,因此该研究团队又研究了暗视觉通路上游的CRX基因和下游的SAG基因,研究发现这两个基因也在墓蝠和果幅中发生了趋同进化。因此,本研究发现了罕见的一条通路里面,多个基因同时发生趋同进化。这也反应了复杂的性状(大眼睛,好的暗视觉能力)不是单个基因就能完全左右的,需要一系列的基因来控制(PLoS ONE接收http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0008838)。

有意思的是,我们在蝙蝠回声定位的研究上,也发现了这种复杂功能的趋同进化是多基因作用的结果(PLoS Genet接收,目前minor revision)。我们的研究说明了对复杂器官的进化需要从基因通路/网络的角度,其进化是多基因联合作用的结果。该研究结果对进一步研究复杂性状的起源和进化有重要意义。

 
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