科学家完成水蚤基因组测序

水蚤（图片来源：Jan Michels, Christian-Albrechts-Universitaet zu Kiel）

近日由美国印第安纳州大学科学家领导的一个由多家研究机构科研人员组成的国际研究小组完成了对水蚤的基因组测序，相关研究论文在线发表在2011年2月4日的《科学》（Science）杂志上。这是科学家们第一次对甲壳类动物进行基因组测序。水蚤俗称水跳蚤，是淡水食物链中的基石物种。由于其具有的独特生物学特性，使其成为了目前获得美国国立卫生研究院批准用于环境科学和其他生物学领域研究的一种重要的模式生物。水蚤通体透明，其生命周期短暂，并且很容易被克隆。它们还非常容易地对它们的环境变化作出反应。例如，在对掠食者释放的化学物质做出反应时，它们会长出诸如保护性的尾刺、盔甲和颈齿等。它们还可适应范围很广的酸度、毒素、氧气浓度、食物质量和温度。这些生物学特性对于科学实验非常有帮助。这一国际性研究团队的负责人是来自美国印第安纳大学基因组学和生物信息学中心的基因组学主管John Colbourne。John Colbourne等在新研究中发现，这种极其细小的淡水虾的亲缘生物的基因组中充满了各种基因。它有着比其他已知的所有动物的基因序列还要多的基因。研究人员证实，相比人类包含23000个左右的基因，在水蚤的DNA中包含了大约31000个基因；而且它只有相对较少的非编码DNA。研究人员发现水蚤能拥有如此多的基因数量主要是因为水蚤具有很高的基因重复率。其基因重复率大概是其他无脊椎动物的三倍，比人类多出30%。并且其中超过三分之一的基因为水蚤世系所独有，这对科学界而言无疑意味着全新的科学领域。进而科学家们对水蚤基因家族共表达在代谢信号途径中的相互作用开展进一步研究证实这些重复基因并非随机存在。不同环境条件下的基因表达分析结果表明，大量的旁系同源基因在发生基因重复后获得了不同的表达模式。那些水蚤特异性基因均对生态环境的改变极度敏感。这一研究标志着科学家们第一次获得了甲壳动物的完整基因组序列。研究结果表明，这个看似简单，有着透明身体、关节和四肢、复眼结构以及简单神经和循环系统的小生物不仅拥有非常庞大的基因组，并且具有很多神奇之处。文章的作者表示他们希望对水蚤基因组的测序能使人们更好地理解生物，特别是生活在淡水中的那些生物，是如何对环境变化作出反应的。（来源：生物通何嫱）