蝙蝠超级大国的遗传学揭晓：它们如何飞行，生存致命的病毒，抗衰老和抗癌

一项研究对来自六种广泛活跃的蝙蝠物种的基因组进行了测序，其中包括苍白的长嘴蝙蝠（Phyllostomus discolor），这种蝙蝠揭示了某些蝙蝠“超能力”的遗传学，例如存活下来的致命病毒以及利用声音在黑暗中导航。

在《自然》杂志上已揭示并公开了编码蝙蝠适应能力和超能力的遗传材料，例如飞行能力，使用声音在完全黑暗的环境中毫不费力地移动，耐受和生存可能致命的病毒以及抵抗衰老和癌症的能力。 。石溪大学进化生物学家和合著者莉莉安娜·M·达瓦洛斯（LilianaM.Dávalos）是全球科学家协会Bat1K的执行委员会的成员，负责对6种广泛存在的活蝙蝠物种的基因组进行测序。

尽管之前已经发布了其他蝙蝠基因组，但是Bat1K基因组的完整程度是迄今为止发布的任何蝙蝠基因组的10倍。

论文发现的一方面表明，通过基因扩展和丢失，一个家族的基因APOBEC3进化，已知该基因在其他哺乳动物对病毒的免疫中起着重要的作用。该论文中详细解释这种进化的细节为研究这些在蝙蝠中发现但不在其他哺乳动物中发现的遗传变化如何有助于预防包括人类在内的其他哺乳动物的病毒性疾病的最坏结果奠定了基础。

“越来越多地，我们发现基因重复和丢失是整个生命之树新特征和功能进化的重要过程。但是，如果基因组不完整，很难确定何时复制了基因，而如果基因已经丢失，则很难确定。高质量的新蝙蝠基因组毫无疑问会导致重要基因家族的变化，而低质量的基因组则无法发现这些变化。”石溪大学。

为了产生蝙蝠的基因组，研究小组使用了德累斯顿概念基因组中心（位于德国德累斯顿的共享技术资源）的最新技术对蝙蝠的DNA进行测序，并产生了新的方法将这些片段组装成正确的顺序并鉴定出蝙蝠的DNA。基因存在。尽管先前的努力已经确定了具有影响蝙蝠独特生物学潜能的基因，但由于基因组不完整，揭示基因重复如何促进蝙蝠独特生物学的工作却变得复杂起来。

研究小组将这些蝙蝠的基因组与其他42种哺乳动物进行了比较，以解决蝙蝠在哺乳动物生命树中的位置尚未解决的问题。研究小组使用新颖的系统发育方法和全面的分子数据集，发现对蝙蝠的最有力支持与一个名为Fereuungulata的群体最为紧密，该群体由食肉动物（其中包括狗，猫和海豹，包括其他物种），穿山甲，鲸鱼，和有蹄类（有蹄类的哺乳动物）。

为了发现有助于蝙蝠独特适应的基因组变化，研究小组系统地搜索了蝙蝠与其他哺乳动物之间的基因差异，确定了在蝙蝠中进化不同的基因组区域以及可能导致蝙蝠遗传的基因的丢失和获得。独特的特征。

达瓦洛斯说：“这要归功于一系列复杂的统计分析，我们已经开始发现蝙蝠'超级大国'背后的基因，包括它们强大的明显的耐受和克服RNA病毒的能力。”

研究人员发现，精美的基因组揭示了“僵化的病毒”，是过去病毒感染后存活的证据，并且表明蝙蝠基因组比其他物种具有更高的持久性，提供了古代历史上与病毒感染相互作用的基因组记录。除了古老的病毒插入，基因组还揭示了许多其他遗传元素的特征，包括“跳跃基因”或转座因子。

###

参考：“六个参考质量基因组揭示了蝙蝠适应的进化”，作者：David Jebb，黄紫霞，Martin Pippel，Graham M. Hughes，Ksenia Lavrichenko，Paolo Devanna，Sylke Winkler，Lars S.Jermiin，Emilia C. Skirmuntt，Aris Katzourakis，Lucy Burkitt-Gray，David A.Ray，Kevin AM Sullivan，Juliana G.Roscito，Bogdan M.Kirilenko，LilianaM.Dávalos，Angelique P.Corthals，Megan L.Power，Gareth Jones，Roger D.Ransome，Dina KN Dechmann， Andrea G.Locatelli，SébastienJ.Puechmaille，Olivier Fedrigo，Erich D.Jarvis，Michael Hiller，Sonja C.Vernes，Eugene W.Myers和Emma C.Teeling，2020年7月22日，自然。
10.1038 / s41586-020-2486-3

这项研究部分由马克斯·普朗克学会，欧洲研究委员会，爱尔兰研究委员会，人类科学前沿计划和国家科学基金会（拨款号1838273）资助。