urge鱼“ Methuselah鱼”基因组测序–进化难题的重要组成部分

Sterlet（Acipenser ruthenus）属于the鱼。它的基因组是理解脊椎动物祖先的一个重要难题。

从进化的观点来看，st鱼及其近亲有时有时被称为“淡水鱼的方法”，它们的年龄很长。化石表明，st鱼的历史可追溯到2.5亿年，并且在此期间变化很小，至少就其外观而言。因此，毫无疑问，查尔斯·达尔文（Charles Darwin）为他们创造了“活化石”一词。

维尔茨堡大学和莱布尼兹淡水生态与内陆渔业研究所（IGB）的科学家与法国康斯坦斯，法国和俄罗斯的同事现已成功地对ster的基因组进行了测序，是一种相对较小的of鱼。他们能够证明，自恐龙鼎盛时期以来，遗传物质的变化也很小。科学家们在最新一期的《自然生态与进化》杂志上介绍了他们的工作成果。

脊椎动物的祖先

St鱼基因组是难题的重要组成部分，可帮助我们了解脊椎动物的起源。到目前为止，这种情况一直不见了。曼弗雷德·沙特尔（Manfred Schartl）教授解释了科学家对这种鱼类感兴趣的原因。Schartl是最近发表的这项研究的主要作者，并且自今年以来一直担任维尔茨堡大学发育生物化学教席的高级教授。就进化史而言，urge鱼是地球上最古老的物种之一。它们是今天出现的30,000多种骨鱼的祖先，因此占所有活鱼种类的96％以上和所有已知脊椎动物的一半。

鱼有时被称为“淡水鱼的方法”，起源于亚热带，温带和亚北极的河流，湖泊和欧亚大陆及北美洲的海岸线。

沙特尔和他的同事们能够证明st鱼在大约3.45亿年前的上泥盆世或石炭纪时期的某个时候分支到了自己的进化路径上。杜康博士解释说：“自那时以来，它们的外观几乎没有变化，这在其遗传物质DNA中也很明显。”该研究的第一作者，维尔茨堡大学第二生物化学和分子生物学系的研究助理。

为了证实这一点，遗传学家必须仔细研究由小let基因编码的蛋白质。确实，他们的计算表明，这种所谓的蛋白质进化以非常缓慢的速度进行。进化生物学家MatthiasStöck博士说：“ the的蛋白质进化速率与腔棘鱼或鲨鱼相似，这两种鱼类也一直在海洋中游荡了将近3亿年。”在IGB。

1.8亿年前的广泛基因组变化

序列分析显示，该甾体基因组包含120条染色体，约47,500个蛋白质编码基因和18亿个碱基对。研究人员还表明，这只小d大约在1.8亿年前复制了其基因组，从而使该小of代替了具有四个染色体组的常规两小species，这在科学行话中被称为四倍体。基因组重复并不令人惊讶：“这样的过程反复地对脊椎动物基因组的进化产生了重大影响，”曼弗雷德·沙特尔（Manfred Schartl）说。他们的祖先已经在其进化史上进行过两次“全基因组复制”。一些物种经过此过程多达三到四次。

令科学家惊讶的是，这种基因组的复制发生在the鱼悠久的历史中。康斯坦斯大学的进化生物学家阿克塞尔·迈耶（Axel Meyer）教授说：“在这么长的时间范围内，我们希望基因组会发生更深刻的变化，因为在四倍体生物中，基因片段通常会随着时间的流逝而消失，沉默或获得新的功能。 。

基因组不确定性消除

scientists鱼的确切基因组状态在科学家之间长期存在争议。尽管有些人认为它是多倍体，这意味着基因组被重复了多次，但另一些人则将interpreted鱼解释为“功能性二倍体”，这是指一种物种，其首先复制其基因组成为四倍体，但随着进化而又降低了基因含量。 。尽管染色体仍然成对存在，但它们彼此之间担负着各自的职责。

现在很清楚：“我们发现，the骨还没有回到二倍体状态。相反，它保留了意想不到的高度结构和功能性多倍体。” Manfred Schartl说。这种保留可以归因于大部分甾体基因组部分的分子进化缓慢。

基因组重复：外行可能会认为这会使科学家的工作更加轻松，因为所有内容都可以重复使用。但是实际上，这给研究人员带来了重大的技术挑战。Schartl说：“这使得组装和分配现代基因组测序方法提供给我们的小的'DNA片段非常困难。”但是，作为国际研究合作的一部分，我们可以使用特殊程序创建“非常好的参考基因组和古代鱼类的第一个基因组”。

遗传研究保护物种

基因测序是保护st鱼物种的重要基础。“将来，我们将能够使用遗传分析来确定动物的性别，这将极大地促进育种。这将使我们能够控制繁殖并支持育种种群的管理。这是我们保护这些古老物种的努力中的一个里程碑。” IGB st鱼专家JörnGessner博士说。

关于st鱼

urge鱼原产于亚欧大陆，亚热带，温带和亚北极的河流，湖泊和海岸线。urge鱼寿命长，繁殖晚，通常不超过十岁。在许多st鱼种类中，成年鱼反复从海中迁移到淡水中以产卵。他们因卵而倍受追捧-俗称鱼子酱。

由于栖息地遭到破坏，河流破碎，海洋污染和2000年的鱼子酱生产，大多数st鱼物种现已濒临灭绝。由于禁止野生鱼子酱贸易，st鱼养殖已成为一项重要的产业，可以通过确保市场供应来保护野生种群。

参考：Kang Du，MatthiasStöck，Susanne Kneitz，Christophe Klopp，Joost M.Woltering，Mateus Contar Adolfi，Romain Feron，Dmitry Prokopov，Alexey Makunin，Ilya Kichigin，Cornelia Schmidt，Kang Du，MatthiasStöck，Susanne Kneitz，Christophe Klopp，Joost M. Woltering，Mateus Contar Adolfi，Romain Feron，Dmitry Prokopov，Alexey Makunin，Ilya Kichigin，Cornelia Schmidt， Petra Fischer，Heiner Kuhl，Sven Wuertz，JörnGessner，Werner Kloas，CédricCabau，Carole Iampietro，Hugues Parrinello，Chad Tomlinson，Laurent Journot，John H.Postlethwait，Ingo Braasch，Vladimir Trifonov，Wesley C.Werren， Guiguen和Manfred Schartl，2020年3月30日，自然生态与进化。DOI：
10.1038 / s41559-020-1166-x