青藏高原溫泉蛇研究將助推高原病防治

本報訊（中國青年報·中青在線記者 王鑫昕）記者從中國科學(xué)院成都生物研究所獲悉，國際學(xué)術(shù)期刊PNAS（《美國科學(xué)院院刊》）在線發(fā)表中國科學(xué)院成都生物研究所李家堂和中國科學(xué)院昆明動物研究所張亞平等研究團(tuán)隊關(guān)于溫泉蛇研究的最新成果《比較基因組學(xué)研究解析變溫動物蛇類對高海拔環(huán)境的適應(yīng)》。該研究以分布于青藏高原的溫泉蛇為研究對象，解析了蛇類這種變溫動物適應(yīng)高海拔極端環(huán)境的遺傳機(jī)制。

該研究通過對溫泉蛇進(jìn)行全基因測序，將得到的全基因組序列和同屬物種及親緣關(guān)系較近的低海拔物種全基因組進(jìn)行重測序，利用比較基因組學(xué)分析，在高海拔溫泉蛇屬3個物種中發(fā)現(xiàn)了27個不同蛋白中的27個共有氨基酸替換。

這些突變多與免疫、低氧適應(yīng)應(yīng)答和DNA修復(fù)等功能相關(guān)。分子功能實驗驗證的結(jié)果表明，與DNA修復(fù)相關(guān)的FEN1（瓣狀核酸內(nèi)切酶-1）基因的突變型相對于野生型（低海拔物種基因類型）在紫外照射下具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，推測突變有助于溫泉蛇屬物種在高海拔環(huán)境中對紫外線的抵抗。

作為高原物種，溫泉蛇EPAS1（內(nèi)皮PAS結(jié)構(gòu)域包含蛋白-1）基因的突變減弱了其調(diào)節(jié)下游基因紅細(xì)胞生成素表達(dá)的能力，進(jìn)而導(dǎo)致溫泉蛇血紅蛋白濃度處于較低水平，是溫泉蛇適應(yīng)高海拔低氧條件的重要原因。

溫泉蛇隸屬于游蛇科，是中國特有的珍稀保護(hù)物種，是世界上分布海拔最高的蛇類之一。它們生活于青藏高原海拔范圍為3500~4400米的地區(qū)，主要棲息在溫泉附近的石堆、水邊和沼澤草甸中。溫泉蛇的起源和演化與青藏高原的形成和隆起有著密切的聯(lián)系。

青藏高原寒冷、氧分壓低、紫外線輻射強(qiáng)烈的特點(diǎn)，造成其許多地區(qū)不適合人類居住甚至是生命禁區(qū)，是亞洲人口最稀少的地區(qū)。但青藏高原自身孕育了很多高原特有物種。因此，青藏高原被稱作是一座研究生物適應(yīng)高原環(huán)境變化機(jī)制的自然實驗室。前期的許多研究都集中在恒溫動物對高原的適應(yīng)，如高原人類、高原牦牛等。而溫泉蛇正好為我們揭開變溫動物高海拔適應(yīng)之謎提供了良好的動物模型。

如今越來越多的人群進(jìn)入高原旅行、工作和生活，但極端的高原環(huán)境可能造成嚴(yán)重的高原反應(yīng)，甚至引發(fā)高原病。研究人員表示，將恒溫動物和變溫動物綜合起來開展高原極端環(huán)境的遺傳機(jī)制研究，將為人類高原病的預(yù)防和治療提供一定的參考價值。

來源：中國青年報

[責(zé)任編輯：楊凡、穆楠]

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