活跃基因诠释牡蛎生存智慧

昨天凌晨，英国《自然》杂志网站在线发表了来自中国科学家的一项成果：他们完成了牡蛎的基因组测序，并从中窥视到了牡蛎应对极端生活环境的种种生存智慧。

牡蛎是动物界中的一大支系――冠轮动物（特点为身体柔软，体型多变）的代表，是一种具有重要经济、生态价值的贝类。论文通讯作者、中国科学院海洋研究所张国范研究员介绍，牡蛎是世界上养殖产量最大的海洋动物，而我国的产量占到世界的3/4。同时，它从水中滤食有机碎屑、浮游生物等，可帮助消除富营养化，对河口海岸的生态稳定有重要作用。此外，牡蛎有10对染色体，在贝类中属于染色体比较简单的，因此课题组决定选择牡蛎作为研究对象。

他们联合深圳华大基因研究院、美国新泽西州立大学等5个国家9个实验室的80多位研究人员一起对牡蛎的基因组开展研究。经过4年多努力，在完成测序、分析基因的过程中，他们发现了造物主在牡蛎身上留下的许多“生存智慧”。

牡蛎生活在潮起潮落的海陆交界处、浅海泥沙中，生存环境十分恶劣。可是，它的分布却极其广泛，除了南极洲，它的身影遍布全球。

科学家发现，在牡蛎的基因中，蕴藏了不少它逆境生存的遗传机制：比如，在牡蛎的染色体上，热激蛋白70基因的数目高达88个，接近海葵等其它各类代表物种均值的5倍，这很可能是牡蛎能够适应在潮间带从49℃到零下20℃的温度变化的主要原因。又如，牡蛎的凋亡抑制蛋白基因的数目为48个，接近其他各类物种均值的9倍，这些基因可以让细胞“长生不老”，这或许就是牡蛎可以在多种复杂而极端环境下长期生存的内在原因。此外，研究人员还发现大量与免疫相关的基因在牡蛎消化道内非常活跃，这表明牡蛎等滤食动物的消化系统有着强悍的抵抗外界病原体的能力。

“这些基因不仅多，而且非常活跃，很容易不断重组，或产生新基因。”张国范说，“即使同一个基因，也会有不同的表现形式，呈现出多态性。”为了将这些奇特的基因组装起来，课题组还发明了一套新办法。

在研究过程中，科学家还对牡蛎如何形成它那又厚又硬的外壳，有了新发现。此前，学术界对此有两种看法，一是认为外壳由外套膜细胞分泌出蛋白而形成，二是认为形成外壳的晶体是在细胞中产生。可是，这次经过仔细分析，科学家从分子层面得出结论：牡蛎外壳是由整个细胞冲出外套膜矿化而成的！负责这一子课题的王晓通研究员告诉记者，以前科学家曾在电镜下观察到过这一现象，但没有进一步证明，现在他们的研究提供了分子证据。

《自然》杂志审稿人认为，该项研究为同类研究建立了一个新的标准。张国范认为，这项研究为海洋生物适应进化研究提供了重要的资源，对于解决如何高效可持续地利用海洋生物资源等问题提供了新的线索，对于促进海养动物由传统育种到分子育种的跨越，实现对生物目标性状的预设改良，推动我国海洋强国建设也都具有一定的的现实意义。