基因组测序阐明不死水熊虫之谜(恒河猴揭开人类进化之谜是什么？)

基因组测序阐明不死水熊虫之谜

2016年09月21日讯 水熊虫（Tardigrades）据称是地球上最坚不可摧的动物，最近研究人员惊讶地发现，水熊虫特有的一种蛋白质，可保护人类DNA免受X射线损伤。相关研究结果发表在9月20日的《Nature Communications》。

这个新发现的蛋白质被称为“Dsup”，与它一起培养的人类细胞，当近距离接受辐射时，发生放射性衰变的细胞数是正常细胞的一半。本文主要作者、东京大学的生物学家Takuma Hashimoto说：“我们很惊讶地发现，一个单一的基因就足以提高人类培养细胞的辐射耐受性。”

水熊虫由于它们名副其实的超级生存能力，深深地吸引了科学家。水熊虫的体积几乎不及一粒沙子，它们看起来就像从星际迷航中逃脱出来的一样。看似没有眼睛，它们有着类似防化服一样的身体，八条鼓胀的腿就像熊爪子一样，还有一个吸尘器样的吸嘴。大多数水熊虫吃苔藓和地衣。一些还吃其他的同类。

值得注意的是，这些原始的水熊虫承受极端环境的能力，比自然界中的任何生物都强。其中包括陷入滚烫的液体或接近于绝对零度的问题。在早期的实验中，水熊在摄氏-253度（华氏423度）的液态氮中进行了26小时的沐浴。地球上曾经记录的最低温度，是在南极洲一个相对温和的89.2 C（128.6 F）。只要几滴水，就能让这些小生物起死回生。而且它变得更好。一些缓步动物物种--总共有大约1000种，能承受太半洋马里亚纳海沟11公里（七英里）处六倍的压力。

甚至外太空的蹂躏，都对它们无可奈何。在2007年，科学家们将成千上万的水熊，放在一个卫星上，在真空条件下直接暴露于潜在致命的空间辐射，然后带回地球。不仅有许多水熊虫幸存下来，而且一些雌性水熊虫后来还产卵，产生了健康的后代。

为了在极端的条件下生存，水熊虫也可以进入一种“假死”的状态，在这种状态下，它们几乎失去了小小身体里所有的液体，而新陈代谢的速度减至低于正常速度的10000倍。

科学家们仍然不知道它们是如何做到这一切的。大多数的研究表明，水熊虫有更强的能力来修复受损的DNA，尤其是当它们从一个极端干燥的状态挣脱出来时，这种状态可以持续几十年。

然而，在人体细胞的实验中，Hashimoto和同事们发现，水熊虫的Dsup蛋白也可能是“保护DNA的一种物理屏蔽”--特别是受到X射线伤害的时候。

这些结果可能解决另一个研究小组在去年十二月《PNAS》发表水熊虫第一个完整的基因组之后爆发的争议。这项研究发现，该物种近五分之一的DNA是来自于其他植物和动物，这是动物王国的一个新记录，所谓的物种之间的水平基因转移。他们假设，这可能是水熊虫极强生存能力的原因。相关阅读：地球最强悍动物测序的惊人发现。几乎立即，其他科学家推测，发现的高比例的外源DNA，更可能是样品污染的结果。

Hashimoto的研究结果表明这些批评是正确的。他的团队以100倍的极高精确度，对一个不同的物种R. varieoranatus（被认为是水熊虫中最顽强的）的基因组进行了测序，发现外源基因只占了百分之1.2。Hashimoto说：“这表明，基因水平转移并非水熊虫耐受性的主要原因。”

恒河猴揭开人类进化之谜是什么？

恒河猴基因测序工作已经完成。《科学》杂志以封面文章形式发表了这项最新成果。领导测序工作的美国Baylor医学院的乔治·韦恩斯托克称，他们成功破译出了猕猴的基因组，这是继人类和黑猩猩之后，科学家破译出的第三种灵长类动物基因组。科学家于2001年成功破译人类基因组，2005年又成功破译出黑猩猩的基因组。

这个名为“猕猴基因组测序和分析联合体”的国际科研小组由来自35个机构的170多名科学家组成，他们在提前发布的论文介绍中说，测序结果表明，猕猴与人类的基因相似度约为93%，而黑猩猩和人类的基因相似度则更高，二者共有的基因达98%。不过，许多人类致病基因发现在猕猴中而不是我们最亲近的动物——黑猩猩上。

恒河猴主要生活在亚洲，是猕猴的一种。它在许多方面与人类十分相似，比如可以在城市生存，能够以花生、冰激凌等多种食物为食，而且喜欢群居生活。但是，与人类相比，恒河猴体形较小，体表多毛，并且容易感染疾病。此次恒河猴的DNA序列的测定，可以帮助科学家理解这些相似性背后的遗传因素以及造成了人类与灵长动物显著不同的根源。

猕猴是一种相对古老的灵长类动物，测序小组说，测序猕猴基因组将提供一个独特视角，帮助人类更好地理解灵长类的进化路径。比如，恒河猴有一组基因与人类相比扩展了很多，这对它们的糖类消化很重要。研究人员推测，这可能是一种遗传适应性，使得它们能够大量以水果为食。此外，分析表明，人类免疫系统的许多基因类型与恒河猴存在差异，这可能与肌体抵御疾病的能力有关。通过研究这些不同，科学家将能够更好地调整猕猴在医学实验中的作用。

猕猴与人类在遗传和生理上有许多相似之处，人工捕获并饲养的猕猴常常被用于药物和医学实验，尤其是在艾滋病和衰老研究中，新破译的基因组数据也将为今后的医学研究提供更多有用信息。

如果说黑猩猩是人类“近亲”的话，猕猴就可以算是人类的“远戚”，它和我们的祖先在大约2500万年前“分道扬镳”。吉布斯说：“因为猕猴比黑猩猩在进化上离我们更远，所以现在三种灵长类基因组相对比，更具研究价值。”

通过进行这样的比较，科学家有望追踪研究影响人类进化的遗传因素。而在未来几年，科学家将完成更多灵长动物基因组测序，包括长臂猿、猩猩、大猩猩和绒猴等。到那时，这种通过比较研究人类进化的方法将会更加强大和有效。

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