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斯坦福大学的研究发现了使用声波导航的物种之间的遗传相似性

以昆虫为食的蝙蝠在黑暗中毫不费力地导航,海豚和虎鲸在昏暗的水中吞噬了猎物,部分原因是与耳蜗神经节发育有关的一组18个基因的特定变化-一组神经从声音中传递声音斯坦福大学研究人员的一项研究显示,大脑的耳朵是大脑的耳朵。

令人惊讶的是,这些截然不同的物种发展了其独特的能力,可以利用声波导航并识别障碍物和美味的小动物,无论是蚊子还是min鱼,部分是通过获得基因组中相同的突变而实现的,而其他更紧密相关的物种没有共享这种突变例如座头鲸,它们耐心地在大海中筛分磷虾,或者是蝙蝠,它们寻找着美味,可口的零食。

该发现解决了关于回声定位的蝙蝠和鲸鱼是否独立地在“内部”完成许多相似的基因组变化以实现同一目标的长期生物学争论。研究人员说,这也为进一步了解人类疾病的分子基础打开了大门,这些疾病包括耳聋,高胆固醇引起的皮肤损害和高原反应。

看到这些截然不同的物种如何通过独立获取相似的遗传变化为自己雕刻出自己的进化生态位,不仅令人叹为观止,而且对我们了解自己的生理和发育也非常有益。发展生物学家一直想知道,在最基本的层面上,外部是否相同(例如使用回声定位的物种)内部是否相同。也就是说,它们是否通过相似的分子变化获得了这些特征?现在我们知道,不仅在某些情况下这是正确的,而且许多这些变化都发生在基因组的编码区中。令人着迷。”

Bejerano是这项研究的资深作者,该研究于9月30日在线发表在《美国国家科学院院刊》上。博士后学者Amir Marcovitz博士和研究生Yatish Turakhia和Heidi Chen担任主要作者。

尽管耳蜗神经节以前曾与所谓的回声定位GPS技术一样,但过去的研究主要依靠研究人员的直觉来根据其功能的先验知识来识别可能的基因参与者-一种寻找在路灯柱下丢掉钥匙的方法。这些研究表明,与听力有关的仅四个基因中只有少数负责任的突变。

筛选整个基因组

相比之下,斯坦福大学的研究人员开发了一种无偏见的方法来筛选整个基因组序列,并聚焦具有非凡能力或特征的动物所共有的一致的遗传变化。

他们使用该技术来识别不仅与回声定位有关的基因,而且还识别对水生哺乳动物的特殊皮肤(如海牛和虎鲸)的发育,或对健壮的高海拔动物(例如,皮卡斯和羊驼。

研究人员开发的这项技术很可能为寻求鉴定其他适应性状的遗传基础的生物学家打开无数扇门。这些发现还回答了发育生物学中另一个备受争议的问题。

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