美洲肺魚擁有動物最大基因組

南美洲的一種肺魚是迄今發(fā)現(xiàn)的擁有最大基因組的動物。近日，一項發(fā)表于《自然》的研究顯示，這種肺魚的基因組包含了910億個堿基，是人類基因組的30倍。

通過將美洲肺魚基因組與其他肺魚基因組進(jìn)行比較，研究人員確定，美洲肺魚每1000萬年向其DNA中添加相當(dāng)于一個人類基因組的基因。

肺魚被稱為“活化石”，是一種呼吸空氣的總鰭魚類。此外，它被認(rèn)為與所有脊椎動物最古老的共同祖先最為相似。自2018年以來，德國維爾茨堡大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家Axel Meyer、Manfred Schartl和同事一直致力于破譯三大洲的肺魚基因組，以更好地了解脊椎動物的進(jìn)化。

他們首先對澳大利亞肺魚的鰭骨進(jìn)行了測序。這些鰭骨與人類和其他陸地動物的四肢相似。然后，他們轉(zhuǎn)向非洲肺魚，其鰭骨已大大減少。現(xiàn)在，他們又研究了美洲肺魚，它的鰭變小了，而基因組是澳大利亞和非洲同類的兩倍。

這個龐大的基因組中包含了生物體的基因，用4種不同化學(xué)“字母”，即核苷酸或堿基編寫的蛋白質(zhì)指令，以及有用的RNA編碼。但絕大多數(shù)的美洲肺魚基因組是由其他東西組成的——被稱為轉(zhuǎn)座因子的重復(fù)片段，它們可以自我復(fù)制，并將這些副本插入DNA中。

肺魚基因組是如何被重復(fù)DNA弄得如此混亂的？研究人員將其與其他脊椎動物基因組進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，它的生長不受控制，因為南美洲和非洲的肺魚失去了一些關(guān)鍵基因，而正是這些基因的RNA和蛋白質(zhì)產(chǎn)物能夠抑制轉(zhuǎn)座因子。

“這對動物來說一定付出了巨大的代價。……