jerboas适应双足跳跃和沙漠样栖息地的基因组见解

Jerboas是一种小型啮齿动物的谱系，表现出非典型的小鼠状形态，后肢细长而强壮，前肢较短。一个研究小组最近对蒙古五趾跳鼠（Orientallactaga sibirica）的染色体规模基因组进行了测序和报告，该基因组跨越2.85 GB，包含21074个注释的蛋白质编码基因。比较基因组分析和体外功能测定表明，蛋白质编码区和非编码区的遗传创新在野猪的形态和生理适应中起着重要作用

研究结果发表在《中国生命科学》杂志上

在软骨内成骨过程中由糖胺聚糖（GAG）形成的蛋白多糖（PG）是骨骼发育的关键成分。木糖基转移酶（由XYLT1和XYLT2编码）和软骨素合酶（由CHSY1和CHSY3编码）在GAG链的起始和延伸过程中起着重要作用。作者总共发现了7个固定氨基酸替换，这些替换在跳鼠XYLT1和CHSY1中发生了根本性的性质变化。此外，该团队在保守的非编码元件（CNE）中发现了一个11bp的跳鼠特异性片段缺失，其靶基因预计为XYLT1。进一步的萤光素酶活性测定支持了这种缺失对XYLT1表达的潜在调控作用。这些发现表明，软骨发育和GAG生物合成信号通路有助于野猪独特的肢体发育模式

此外，作用于能量代谢相关基因（如COX6A1、UQCRB和ND5）的自然选择，以及物理上靠近它们的CNE的变化，可能有助于对活性氧（ROS）的感知和反应。这反过来又有助于减轻跳鼠双足跳跃步态中高代谢需求引起的氧化应激损伤

此外，研究小组还发现，在始新世-渐新世过渡期出现分歧后，蛋白质编码区和非编码区的遗传变化可能导致跳鼠四肢、能量和水代谢以及特殊感觉系统的进化。本研究中描述的跳鼠适应的遗传创新为哺乳动物的环境适应和表型进化提供了更多的见解

本研究由南方海洋科学与工程广东实验室（广州）、南京师范大学和西北工业大学的Guang Yang、Shixia Xu和Qiqiang Qiu小组报告 More information: Simin Chai et al, Genomic insights into adaptation to bipedal saltation and desert-like habitats of jerboas, Science China Life Sciences (2024). DOI: 10.1007/s11427-023-2516-9

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