英国伦敦大学等揭示毛颚动物独特身体结构的基因组演化机制

• 全文链接

关键词：

来源：

Nature

全文链接：

//agri.nais.net.cn/topic/downloadFile/0009d825-90bf-442c-b6aa-48c6a9db3e3c

来源地址：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09403-2

资源所属：

农业生物技术专题

类型：

学术文献

语种：

英语

原文发布日期：

2025-08-13

摘要：

2025年8月13日，来自英国伦敦大学学院、日本冲绳科学技术大学院大学等机构的Laura Piovani、Ferdinand Marlétaz等国际合作研究团队在《Nature》发表题为《毛颚动物独特身体结构的基因组起源》的研究论文，通过对箭虫（Paraspadella gotoi）进行染色体尺度基因组组装、单细胞转录组分析和表观基因组学研究，揭示了毛颚动物门（Chaetognatha）独特身体结构的基因组演化机制：研究发现毛颚动物在演化早期经历了大规模的基因丢失（损失2542个祖先基因家族，涉及神经和感觉功能）和染色体融合事件；随后通过爆发式串联复制（非全基因组复制）产生了3379个新基因家族（如Hox基因簇扩增至14个，其中中后部Hox基因的串联复制尤为显著），这些新基因和复制基因驱动了毛颚动物特异性细胞类型（如抓握棘、表皮感觉乳突、纤毛感觉器官）的形成；其DNA甲基化系统发生功能重塑，丢失了基因体甲基化功能，转而靶向沉默转座子（与真菌类似），且甲基化工具基因（DNMT、TET等）发生域简化；此外，近半数基因采用转剪接（trans-splicing）和操纵子结构转录，可能补偿了基因调控的简化；综合表明毛颚动物在祖先基因工具包严重缺失后，通过基因组重塑（基因丢失-串联复制-新基因产生）和调控机制创新，独立重建了复杂器官系统，从而形成其自寒武纪以来稳定存在的独特体型。该研究为理解动物门级体型创新提供了关键分子证据。