PNAS：完整蟒蛇基因组

为了吞咽并消化整个猎物，缅甸蟒蛇（Burmesepython）能够在短时间内加快代谢，增大相应器官。近日有研究显示，蟒蛇的这种能力来自于基因的快速演化。

科学家们对缅甸蟒蛇和眼镜王蛇（KingCobra）的基因组进行了测序，首次向人们展示了完整且有注释的蛇类基因组。这项研究分为两篇文章，于十二月二日发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

“脊椎动物拥有许多相同基因，表型上却存在很大差异，这样的演化机制是进化生物学的一个基础问题，”文章的第一作者，ToddCastoe说。“蛇是研究上述问题的理想模型，因为与其他脊椎动物相比，蛇具有许多极端的特性。”

缅甸蟒蛇有一个非凡的能力，生理重塑（physiologicalremodeling）。研究团队发现，在缅甸蟒蛇进食以后，其基因表达经历了巨大的改变，致使蟒蛇的心脏、小肠、肝脏和肾脏在24-48小时以内增大35-100%。同时，蟒蛇的代谢也显著增强。当消化完成后，上述器官可在几天内恢复正常大小。研究人员指出，理解蟒蛇的生理重塑，能为多种人类疾病研究提供关键性的线索。

“原本完全关闭的基因被打开，”文章的资深作者，科罗拉多大学医学院的DavidPollock教授说。“蛇能够吃下与自己一样大的动物，为了迅速消化食物，需要打开大量的基因。”

研究团队在数据库中，将蟒蛇和眼镜蛇的7,442个基因与其他两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物进行比对，用统计学方法寻找被正向选择的基因。他们发现，蛇类基因组中有数百个基因经历了正向选择。

这些基因的功能与蛇的极端特性有关，例如代谢、脊椎和头骨形状、细胞周期调控等。其中不少基因具有重要的医学意义。例如，蟒蛇基因组中的GAB1基因涉及了乳腺癌、黑素瘤和儿童白血病。

研究人员指出，除了单个基因及其表达的改变，蛇类的极端特征也和多基因家族的加倍或缺失有关。研究显示，蛇类基因组是脊椎动物中演化得最快的。

这项研究大大推动了比较系统基因组学的发展，通过比对多个物种的基因组，展现了整个基因互作系统的演化，有助于在分子水平进一步认识进化机制。

（生物通叶予）