巨型海洋生物的基因秘密終于揭曉

根據巴西坎皮納斯大學生物學研究所（IB-UNICAMP）科學家最近的一項研究，包括海豚、鯨魚和鼠海豚在內的鯨類物種之間的巨大體型差異在很大程度上是由特定基因區域的活動來解釋的。

藍鯨 （Balaenoptera musculus 鱗翅目），例如，可以長到30米（98英尺）長的巨型海豚，而寬吻海豚（Tursiops truncatus 蒺藜）通常不超過 3.5 米。這項新研究不僅有助于解釋這些巨大的尺寸差異，而且還可能取得進展癌癥治療。

研究人員研究了DNA序列，該序列位于編碼蛋白質的基因部分之前，稱為啟動子區域.檢查一種稱為NCAPG公司揭示了鯨類動物之間有趣的關系。

更重要的是，所鑒定的調控序列可能在管理適應大規模生長的動物細胞的任何失控增殖中發揮作用。

鯨類動物分為兩類;神秘的，包括所有須鯨，如座頭鯨，以及Odontoceti，其中包括有牙齒的鯨魚，如抹香鯨和海豚。然而，盡管有如此獨特的進化分類，整個水生哺乳動物群可以以另一種方式劃分。

“我們在基因的啟動子區域發現了NCAPG公司長度大于或小于 10 米的人之間的劃分——巨人和非巨人，”說費利佩·席爾瓦（Felipe Silva），新論文的第一作者，IB-UNICAMP的遺傳學家。

以前的研究由同一組人透露，NCAPG公司基因似乎受到巨型鯨類動物進化的青睞。關于該基因啟動子和編碼區域的新發現表明，它在導致鯨類動物長到巨大尺寸方面起著重要作用。

基因活性很大程度上取決于啟動子區域，啟動子區域就像基因表達的調節劑。席爾瓦和他的團隊發現，在巨型鯨類動物的特定啟動子的要求下，大小控制蛋白在巨型鯨類動物中更活躍。相比之下，長度小于10米的鯨類動物具有相同的基因作為抑制劑，限制了這些蛋白質的產生，從而限制了動物的大小。

“我們的研究結果并沒有改變該小組的進化樹，但構成了巨大的體型具有基因組基礎的新證據。說來自IB-UNICAMP的遺傳學家Mariana Nery。

調節體型的蛋白質在巨型鯨類動物中更活躍，這解釋了為什么抹香鯨（Physeter macrocephalus 大頭藻），它是巨大的，但有牙齒，與同樣巨大但沒有牙齒的 Mysticeti 關系更密切。

這些相同的基因是10米以下鯨類動物的抑制劑，這解釋了8.8米長的無齒普通小須鯨（Balaenoptera acutorostrata 鱗翅目）和其他有齒的非巨型鯨類動物。

“對其他基因的分析證實了進化上建立的群體，”Nery說解釋，“這意味著小須鯨和抹香鯨的特征可能是趨同的適應——相似的特征通過不同的途徑在不同的群體中獨立進化。

盡管在具有大量細胞的動物中預期會出現腫瘤，但巨型鯨類動物表現出異常的癌癥發病率低.

然后，研究人員分析了四個基因的調控區域，這些基因具有以前有研究了他們的蛋白質編碼序列。非編碼序列，包括啟動子和增強子等調節元件，在協調基因表達的時間和位置方面發揮作用。

“分析這些鯨類動物基因組的編碼和非編碼部分很重要，因為兩者都被證明對這些特征很重要，這些特征在這些動物中進化得非常快，正如分析所顯示的那樣，”席爾瓦解釋.

研究小組推測，這些調節區域不僅可能對鯨類動物的大小產生影響，而且可能影響它們抑制癌癥的能力。

“人類也有這些基因，所以了解更多關于它們如何抑制這些動物腫瘤形成的信息會很有趣。說尼里。

“例如，這些知識可以通過激活或抑制基因組的特定區域來幫助開發未來的癌癥治療方法。

該研究已發表在BMC 生態與進化.

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