东京大学科学家绘制出格陵兰鲨鱼第一个染色体水平组装,这种生活在寒冷的北大西洋和北极海当中神秘的深海巨兽可以活到400岁!绘制出它们基因组图谱能够揭开其寿命如此长的的谜团。 格陵兰鲨鱼身长可达六米,体重超过1400公斤。它们的身体每年仅增长约一厘米。通过对其眼睛晶状体的放射性碳定年法分析,有些格陵兰鲨鱼的年龄估计约为400岁。 研究人员对一条在北冰洋斯瓦尔巴群岛捕获的雌性格陵兰鲨鱼进行了基因组测序,它的大小为5.9 Gb(59亿碱基对),N50长度为 233 Mb,包含 37125 个预测基因。通过比较分析,发现了549个扩展和1461个收缩的基因组。其中,NF-κB信号传导、DNA修复和免疫功能相关的基因显著增加。NF-κB在细胞保护、炎症反应和细胞凋亡中起关键作用,这可能为其长寿和抗病能力提供了遗传基础。此外,一些已知影响癌症抑制的基因,如FOXF2、FSCN1和MAD2L1BP,显示出正向选择的迹象。FOXF2调节肿瘤免疫微环境,FSCN1影响细胞迁移和肿瘤进展,MAD2L1BP参与染色体稳定性和DNA修复,这些过程在癌症抵抗中至关重要。 更有趣的是,生活在极深海域的格陵兰鲨鱼眼睛中的一种感光蛋白,视紫红质(rhodopsin)也发生了微妙的改变,使得它能更好地捕捉蓝色的光。这就好像是给鲨鱼配上了一副专门适应昏暗深海的夜视镜,让它在黑暗中也能看得清清楚楚。研究发现,其视紫红质基因(RHO)变体显示出氨基酸替换,与向蓝光的光谱转移一致,这是深海黑暗环境的典型适应性特征。 研究还对比了格陵兰鲨鱼和它近亲,太平洋睡鲨的基因,发现前者的种群基因多样性略低,这可能暗示着它们在漫长岁月中经历了一些独特的遗传瓶颈。 技术力量认为:基因组的结构、完整性以及其中调控细胞功能和修复损伤的基因,对动物的寿命有着重要影响,格陵兰鲨鱼也不另外,它的基因组揭示出了其在深海生态和极端寿命方面的适应性。细胞不断受到环境和内在代谢过程产生的DNA损伤。那些拥有高效DNA修复系统和更稳定基因组的生物,通常能更好地抵御衰老过程,延长寿命。其次,端粒是染色体末端的保护帽,其长度在细胞分裂中逐渐缩短。较长的端粒往往与较长的寿命相关,因为它们能延缓染色体退化和细胞衰老。一些与抗氧化、细胞周期控制、代谢调节和应激反应相关的基因,例如FOXO、SIRT家族基因在长寿动物中常表现出特殊的调控模式,这有助于维持细胞功能和延缓衰老。另外,DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传机制影响基因表达模式,也被认为与衰老和寿命密切相关。这些发现不仅让我们对这种神秘生物有了更深入的了解,也为人类研究长寿和疾病抵抗提供了新的视角。 信息来源:
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