蛇類處于脊椎動物演化歷程的關(guān)鍵節(jié)點，是脊椎動物中的重要類群。中國科學(xué)院成都生物研究所李家堂團(tuán)隊基于大規(guī)模多組學(xué)技術(shù)與基因編輯等研究手段，推斷蛇類起源于約1.18億年前的早白堊紀(jì)，支持了蛇類是由蜥蜴演化而來的假說，并揭示了蛇類四肢缺失、身體延長、內(nèi)臟器官不對稱發(fā)育等重要性狀的遺傳機(jī)制。相關(guān)成果于北京時間6月19日晚在國際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》（Cell）發(fā)表。
圖例：蛇類特有性狀的演化遺傳機(jī)制
全球蛇類約有4000種，廣泛分布于除南極洲外的各大洲陸地和海洋。在這項研究工作中，科研人員選取了全球極具代表性的不同支系的蛇類，結(jié)合多組學(xué)及基因編輯等多學(xué)科交叉研究手段，系統(tǒng)闡釋了蛇類的起源與特殊表型的演化機(jī)制?？蒲腥藛T基于染色體水平蛇類基因組數(shù)據(jù)集構(gòu)建了迄今最有力的蛇類系統(tǒng)發(fā)育框架。
圖例：蛇類系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)框架
基于比較基因組學(xué)與基因編輯等研究手段，科研人員發(fā)現(xiàn)蛇類PTCH1蛋白特異性缺失的三個氨基酸殘基可能是其四肢缺失的重要遺傳機(jī)制之一。大量編碼及非編碼調(diào)控元件的快速演化驅(qū)動了蛇類身體的延長。為適應(yīng)身體延長，蛇類的內(nèi)臟器官呈現(xiàn)不對稱發(fā)育模式，如其左肺大多趨近于退化，而右肺則較為發(fā)達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，蛇類丟失了控制器官對稱發(fā)育的DNAH11和FXJ1B基因，是其左、右肺不對稱發(fā)育的重要遺傳因素。
圖例：蛇類四肢缺失、身體延長、內(nèi)臟器官不對稱發(fā)育等重要遺傳機(jī)制
此外，科研人員還探討了紅外感應(yīng)蛇類和穴居的盲蛇類物種特殊表型的演化遺傳機(jī)制，發(fā)現(xiàn)與熱響應(yīng)相關(guān)的PMP22基因和與三叉神經(jīng)發(fā)育相關(guān)的NFIB基因的非編碼調(diào)控元件的趨同演化是部分蛇類感知紅外光譜的重要遺傳驅(qū)動力。而盲蛇類物種則通過視覺感受RPGRIP1基因的丟失及幾丁質(zhì)酶CHIA基因的快速演化以適應(yīng)穴居生活，并形成專食螞蟻及螞蟻卵的食性。
本研究率先啟動了爬行動物大規(guī)模組學(xué)研究，對理解脊椎動物演化歷史具有重要意義，將推動動物演化生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。據(jù)了解，該科研團(tuán)隊未來將聚焦開發(fā)玉米蛇為模式動物，并開展演化發(fā)育生物學(xué)研究，同時將聚焦蛇毒等重要遺傳資源的挖掘和運(yùn)用，為抗蛇毒血清及蛇毒衍生藥物的研發(fā)提供科學(xué)支撐。
（文章來源：央視新聞客戶端）
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