揭示鹫类食腐而自身不生病机理

来源:《中国科学报》2021-05-10 10:44

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  研究中的两种鹫类(A. 高山兀鹫;B. 胡兀鹫)和一种外群鸟类(C. 大鵟)。课题组供图

  武汉大学对口支援西藏大学青年科研团队——生命科学学院教授赵华斌课题组,就西藏天葬鸟食腐肉而不生病和天葬鸟基因组的遗传多样性,与西藏大学合作进行了研究。近日,《分子生物学与进化》在线发表了最新研究成果。

  全世界共有22种鹫类,均为大型猛禽,在我国主要分布于青藏高原、西南和西北边境地区,是脊椎动物中唯一的专性食腐动物,被誉为“自然界的清道夫”。通过高效清除动物尸体,鹫类成功遏制了其他食腐动物(鼠、苍蝇等)种群的快速增长,并阻断了病原微生物传播,如狂犬病、炭疽和鼠疫。然而,近几十年,鹫类生存现状备受威胁:22种鹫类中,16种(73%)面临灭绝风险,17种(77%)种群数量持续下降。鹫类俨然已成为鸟类中最为濒危的类群之一。

  赵华斌课题组对两种鹫类(高山兀鹫、胡兀鹫)和一种外群鸟类(大鵟)进行了全基因组测序,通过对22个胃酸分泌通路基因进行选择压力分析和趋同分析,找到了3个经历强烈自然选择的关键基因ATP4B、CFTR和SLC26A7。通过比较分析10种鸟类的非编码区保守序列(CNEs),发现SLC26A7基因内含子区域两个CNE在两种鹫类中均发生了加速进化。这些发现拓宽了人们对鹫类高胃酸特性在腐食适应中的认识。

  通过全基因组范围蛋白编码基因的进化分析,他们发现PIGR基因在分泌型免疫球蛋白的分泌过程中起着重要作用。通过对高山兀鹫、胡兀鹫、红头美洲鹫的趋同分析,他们发现3个重要基因EPCAM、JCHIN及STING发生了趋同的氨基酸替换,它们均参与肠胃黏膜防御过程。此外,研究人员还发现鹫类免疫基因进化速率显著高于其他食性鸟类,证实了鹫类免疫系统在食腐适应过程中获得了强化的疾病防御能力。

  结合之前发表的鸟类基因组数据,研究人员比较了51种鸟类的基因组杂合度,发现鹫类基因组杂合度远远低于鸟类平均水平,揭示人类活动以及自然环境的变化可能严重影响鹫类的生存。专家提示,保护鹫类,刻不容缓。温才妃

[ 责编:张梦凡 ]
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