基因組測序揭開裸鼴鼠“長生不老”秘密

　　2011年10月13日，由韓國梨花女子大學(Ewha Womans University, Korea)和華大基因共同主導完成的裸鼴鼠基因組研究成果在國際頂尖雜志《自然》(Nature)上在線發表。該研究首次從基因組、轉錄組水平上對裸鼴鼠奇特的生物學特性進行了詮釋，不僅有助于科學家們更加清楚地闡明裸鼴鼠能在黑暗、低氧等惡劣環境中生存并且能夠保持長壽和抗癌的生理機理，同時對促進其他生物學和生物醫學研究也具有十分重要的意義。

　　裸鼴鼠是一種分布于東非部分地區的挖掘類嚙齒目動物，也是目前僅有的兩種真社會性哺乳動物之一(另一種是達馬拉蘭鼴鼠)。它們居住在地下洞穴，全身無毛，牙齒外突，狀如香腸，是世界上最丑陋的動物之一。由于它們終生生活在黑暗的地下，眼睛高度退化，幾乎完全喪失了視覺，僅依靠身體兩側的觸須來辨認方向。裸鼴鼠雖屬哺乳動物，但是它們卻像冷血動物一樣，通過與環境的熱交換來調節體溫，這種現象在哺乳類動物中實屬罕見。

　　裸鼴鼠最吸引科學家的特性還是其長達30多年的壽命，遠長于其只有4~5年壽命的近親-- 大鼠和小鼠，同時它們還能在低氧、高CO2濃度的地下環境中生活，對酸辣的刺激不敏感是其對高CO2環境的長期適應進化結果，然而更引人注意的是裸鼴鼠對癌癥具有超級免疫力，目前尚未有其患癌癥的正式報導。這些奇特的生物學特性使科學家們對裸鼴鼠產生了濃厚興趣，希望能夠通過多組學研究，揭開其奇特的生物學特性，探討其“長生不老”秘笈，挖掘其“抗痛抗癌”之機理，為人類抗衰老、抗癌癥等生物醫學研究作出更多貢獻。

　　來自韓國梨花女子大學和華大基因等單位的科研人員采用新一代測序技術對一只雄性裸鼴鼠進行測序、組裝和注釋，判斷出裸鼴鼠的基因組大小約為2.6Gb，并預測其含有22,561個基因。通過研究分析發現，裸鼴鼠和大鼠、小鼠的祖先約在7300 萬年前分化，其基因組有93%的區域與人或大鼠、小鼠保持較好的共線性關系。同時，研究人員利用比較轉錄組的方法，研究了不同年齡之間、暴露在不同氧氣濃度下的裸鼴鼠的轉錄表達差異，鑒定出一批可能與衰老、低氧適應有關的基因。

　　研究人員發現：TERT等衰老調控基因的穩定表達，可能與裸鼴鼠的長壽相關;p16Ink4a與p19Arf的獨特調控機制可能是裸鼴鼠抗癌的重要因素;HIF1a和VHL的特異突變可能是裸鼴鼠具有低氧耐受性的原因之一。此外，研究人員還發現在裸鼴鼠基因組中有200多個基因發生了功能缺失，其中有10多個基因與視覺相關，這可能與裸鼴鼠視力的退化有重要關系。這些基因的缺失為研究人員從分子水平上深入探討裸鼴鼠視力退化、體溫調節發生障礙、無疼痛感、無毛等奇特生物適應性退化研究奠定了堅實的科研基礎。

　　華大基因該項目負責人方曉東說：“裸鼴鼠是一種高度特化的物種，對環境的高度適應使其進化出不同于其他物種的生物學特性，其基因組的解讀為后續的功能研究奠定了良好的基礎。基于目前已有的成果，我們仍將通過比較基因組、比較轉錄組、比較甲基化組等方法，進一步研究裸鼴鼠抗衰老、抗癌癥、低氧適應性和獨特社會行為等分子機制，希望裸鼴鼠能夠成為生物學和生物醫學研究的新模型。”