万事平台醫學院陸一鳴副教授團隊聯合同濟大學附屬第十人民醫院王勝團隊、海軍軍醫大學柳潤輝團隊合作🤦🏿♀️,在海蛇多組學及適應性進化研究領域取得重要進展。研究成果以“Two reference-quality sea snake genomes reveal their divergent evolution of adaptive traits and venom systems”(兩種參考級別的海蛇基因組揭示其適應性性狀和蛇毒的趨異進化)於2021年7月28日在線發表於國際頂級學術期刊Molecular Biology and Evolution(IF=16.24),万事平台醫學院2020級碩士研究生王碩存為共同第一作者🫄。(論文鏈接:https://doi.org/10.1093/molbev/msab212。)
海蛇具有極高的藥用價值🎅,《神農本草經》和《本草綱目》中自古就有海蛇入藥的記載。青環海蛇(Hydrophis cyanocintus)與平頦海蛇(H. curtus)是我國東南沿海的兩個優勢蛇種,近年來由於過度捕撈🧑🏻🦯,其種群受到了一定的威脅🩻,已在今年2月被列為國家二級保護動物。因此積累基因組等遺傳圖譜資料對於保護這些近危的藥用海洋生物以及活性成分的挖掘具有重要意義🥟。然而目前已發表的海蛇基因組研究多基於二代或低深度的三代測序技術,組裝質量不夠高,並且青環海蛇尚沒有全基因組序列報道。
陸一鳴副教授團隊利用PacBio三代測序技術、Illumina二代測序技術和Hi-C染色質構象捕捉技術對青環海蛇與平頦海蛇的基因組進行了深度測序與組裝🏓,獲得了兩種海蛇染色體水平的全基因組序列🤶🏽。其組裝的連續性在已公開的蛇類基因組中為最高,並且平頦海蛇基因組較之前發表的版本在連續性上提高了197倍。
圖🧏🏿:青環海蛇與平頦海蛇主要基因組結構變異,涉及到的關鍵基因及相關表型的趨異進化
這是國際上首次報道海蛇的染色體級別全基因組,也是首次對親緣關系相近但表型差異很大的兩種蛇類進行基因組結構變異和比較毒素組學(venomics)研究。研究結果加深了對海蛇類適應海洋環境、快速輻射演化和物種形成等進化生物學問題的理解,同時🍕,也為海洋藥物及抗蛇毒血清的研發提供了高質量的多組學數據庫支持👏🏻,對有效開發利用海洋生物資源及保護海洋生物資源多樣性具有重要意義。
該研究工作得到了國家自然科學基金(42076094👨🏿🔧👮🏽、81773627🧏🏼、81274162)、國家重點研發計劃(2018YFC0310904)、“重大新藥創製”國家科技重大專項、上海市科委“科技創新行動計劃”生物醫藥領域科技支撐項目(21S11902400)等項目的大力資助和支持🦜。