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全基因組重測序平台

圖文 更新时间:2025-08-28 12:45:18

中華文化包羅萬象,博大精深,漢文化亦源遠流長,底蘊深厚。剛剛過去的端午節,除了傳統的吃粽子、劃龍舟、憑吊三闾大夫外,還有一項習俗活動“射五毒”。所謂的“射五毒”就是用弓箭、石子等射打蠍子、蛇、蜈蚣、蟾蜍和壁虎,寓意驅除“五毒”,防害防病。小編今天就帶大家盤點一下“五毒”都有哪些已經被全基因組測序過。

蠍子:“五毒”之首,性情兇猛,毒性強烈,“蛇蠍”成為狠毒、陰險的代名詞。但恰恰因為其毒性迎合了中醫的“以毒攻毒”理念,蠍子常被用作中藥材,救死扶傷。

全基因組重測序平台(盤點五毒)1

2013年,研究者完成了全球生物量最大的蠍種——馬氏正鉗蠍(俗稱東亞鉗蠍)的基因組測序,由此揭示了蠍子這種獨特的節肢動物适應模式。這次基因組測序,預測了32016個蛋白質編碼基因,并分析闡明了蠍子的捕食、夜間行為、感光與解毒等重要遺傳特征的分子基礎,從而揭示了蠍子在漫長的進化過程中對環境的适應性機制。該成果還揭開了蠍毒素的多樣性“面紗”,有助于将蠍子毒液中的多種活性成分充分開發利用。

蛇:人類對蛇的恐懼由來已有,部分來源于無知,還有幾千年的文化根深蒂固的影響。所謂“杯弓蛇影”,即反映了從古至今人們對蛇的恐懼和誤解。蛇的古稱有虺、螣、蚺、蜧、蜦等,俗稱“長蟲”,又有蝮、蚺、蟒、蝰等近義稱謂,可謂五花八門。

全基因組重測序平台(盤點五毒)2

美國的科學家們對緬甸蟒蛇和眼鏡王蛇(King Cobra)的基因組進行了測序,首次向人們展示了完整且有注釋的蛇類基因組。該研究揭示了緬甸蟒蛇的一個非凡的能力“生理重塑(physiological remodeling)”。研究團隊發現,在緬甸蟒蛇進食以後,其基因表達經曆了巨大的改變,緻使蟒蛇的心髒、小腸、肝髒和腎髒在24-48小時以内增大35-100%。同時,蟒蛇的代謝也顯著增強。當消化完成後,上述器官可在幾天内恢複正常大小。研究人員指出,理解蟒蛇的生理重塑,能為多種人類疾病研究提供關鍵性的線索。研究顯示,蛇類基因組是脊椎動物中演化得最快的。

蜈蚣:又名“天龍”、“百腳蟲”,喜肉食,喜栖息陰暗潮濕之處。然而其和蠍子類似,雖有毒,但可入藥,具有息風鎮痙、攻毒散結、通絡止痛之功能。

全基因組重測序平台(盤點五毒)3

12個國家的100多位科學家組成的一個國際科學小組于2014年底完成了多足類動物——蜈蚣(Strigamia maritima,有毒蜈蚣家族成員)的基因組測序,并發現了關于它們的生物學進化、獨特的視力缺失和晝夜節律的新線索。該研究确定了味覺受體的大量基因擴張,這些味覺受體疑似發揮了嗅覺(氣味)器官在昆蟲中發揮的嗅覺作用。這是平行演化的一個很好的例子,平行演化意指兩個或多個相關但不同種系的生物,因生活在相似環境而發育了相似的形狀。”另外,該研究還揭示了該種蜈蚣缺失了視覺相關的基因,更有趣的是,生物鐘相關基因也丢失了。

蟾蜍:俗稱“癞蛤蟆”,别名“苦蠪”、“蝦蟆”、“石蚌”等。晝伏夜出,善捕昆蟲,是莊稼的“好幫手”。而且,蟾蜍提取的蟾酥以及蟾衣則是我國緊缺的藥材。

全基因組重測序平台(盤點五毒)4

早在2010年,模式生物非洲爪蟾的基因組就被成功解讀。其基因組有約17億個堿基對,包含2萬至2.1萬個基因,其中約1700個基因與人類相應的基因非常相似,而這些基因與癌症、哮喘、心髒病等疾病的發病有關。研究人員表示,這項成果有助于理解一些人類基因的基本功能,從而更好地将其應用在人類健康領域。此外,它還可以幫助科學家找到兩栖動物在全球範圍内迅速消亡的原因。

壁虎:古稱“守宮”,不同地區又有“四腳蛇”、“勾鐮蛇”、“錢龍”等稱呼。其最為神奇之處在于其腳掌的超強黏附能力以及“動一動腳掌,不帶走一顆沙粒”的神奇抗吸附能力。

全基因組重測序平台(盤點五毒)5

壁虎是蜥蜴的一種。來自美國、瑞典和英國的研究人員2011年公布了北美綠蜥蜴(Anolis carolinensis)的基因組框架圖。研究人員利用全基因組鳥槍法Sanger測序,追蹤了一隻來自南卡羅萊納州的雌性綠蜥蜴的基因組,共1.78 Gb。研究小組預計蜥蜴基因組約有17,472個蛋白編碼基因以及超過2,900個RNA基因。蜥蜴基因組與雞基因組的比較顯示綠蜥蜴經曆了相對很少的重排,仍然包含數百個雞基因組中的合成模塊。蜥蜴基因組與其他8種脊椎動物序列的比較揭示出其他脊椎動物中綠蜥蜴基因的許多同源物。

結語

“五毒”的基因組雖然已經全部被成功解讀,然而關于它們尚有許多的奧秘等待我們去揭示。壁虎神奇的“吸星大法”,蟾酥的巨大功效,蜈蚣别樣的“生物鐘”,百邁客期望和廣大科研同仁一起努力,通過強大的測序平台及其後期數據解析,早日揭開這些基因組背後的秘密。

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