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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

首頁(yè) > 科研進(jìn)展

研究揭示洞穴魚(yú)玫瑰高原鰍色素退化分子機(jī)制

2025-09-02 動(dòng)物研究所

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語(yǔ)音播報(bào)

近日，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員郭寶成和副研究員趙亞輝、孟凡偉團(tuán)隊(duì)以中國(guó)特有洞穴魚(yú)類玫瑰高原鰍（Triplophysa rosa）及其地表種細(xì)尾高原鰍（T. stenura）為研究對(duì)象，通過(guò)比較轉(zhuǎn)錄組、選擇壓力分析及基因功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，揭示了mitfa基因剪接突變?cè)谏赝嘶械年P(guān)鍵作用，并發(fā)現(xiàn)色素沉著特異基因在洞穴環(huán)境中經(jīng)歷了放松的純化選擇。

研究通過(guò)組織學(xué)分析確認(rèn)了玫瑰高原鰍皮膚中黑色素體的色素沉著顯著減少，并通過(guò)轉(zhuǎn)錄組比較發(fā)現(xiàn)，洞穴魚(yú)中如tyr、tyrp1a、oca2等多個(gè)黑色素合成關(guān)鍵基因表達(dá)顯著下調(diào)?；蛐蛄蟹治霭l(fā)現(xiàn)，mitfa基因第4內(nèi)含子5'剪接位點(diǎn)發(fā)生突變，使外顯子4末端63個(gè)核苷酸缺失，繼而使mitfa激活結(jié)構(gòu)域缺失21個(gè)氨基酸，嚴(yán)重影響其轉(zhuǎn)錄激活功能。研究人員進(jìn)一步利用斑馬魚(yú)mitfa突變體進(jìn)行功能拯救實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，地表魚(yú)來(lái)源的mitfa能有效恢復(fù)黑色素合成，而洞穴魚(yú)mitfa挽救效果顯著減弱，這證實(shí)該剪接突變是導(dǎo)致玫瑰高原鰍色素退化的關(guān)鍵因素。進(jìn)化分析表明，洞穴魚(yú)譜系中色素特異性基因的Ka/Ks比值顯著高于地表魚(yú)，說(shuō)明這些基因在洞穴環(huán)境中經(jīng)歷了放松的純化選擇。

該研究首次揭示了剪接突變?cè)诙囱~(yú)類色素退化中的重要作用，并從分子機(jī)制和進(jìn)化驅(qū)動(dòng)力的角度為學(xué)界理解洞穴魚(yú)類表型退化提供了新的視角。

相關(guān)研究成果以A Splicing Mutation in?mitfa?is Involved in the Depigmentation of Cavefish?Triplophysa rosa為題，發(fā)表在《分子生物學(xué)與進(jìn)化》（Molecular Biology and Evolution）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等的支持。

論文鏈接

A、B細(xì)尾高原鰍和玫瑰高原鰍；C、D掃描電鏡結(jié)果

mitfa基因第4內(nèi)含子5'剪接位點(diǎn)發(fā)生突變，導(dǎo)致其63個(gè)核苷酸缺失

利用斑馬魚(yú)mitfa突變體進(jìn)行功能拯救實(shí)驗(yàn)

進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)洞穴魚(yú)色素特異性基因在洞穴環(huán)境中經(jīng)歷了放松的純化選擇

洞穴魚(yú)類因長(zhǎng)期生活在黑暗的地下水域，逐漸演化出眼睛、色素退化、嗅覺(jué)增強(qiáng)等特征，是研究適應(yīng)性演化和趨同演化的理想模型。此前，有研究揭示多個(gè)色素相關(guān)基因突變與洞穴魚(yú)類色素退化相關(guān)，但學(xué)界對(duì)其分子機(jī)制和演化驅(qū)動(dòng)力尚不明晰。近日，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員郭寶成和副研究員趙亞輝、孟凡偉團(tuán)隊(duì)以中國(guó)特有洞穴魚(yú)類玫瑰高原鰍（Triplophysa rosa）及其地表種細(xì)尾高原鰍（T. stenura）為研究對(duì)象，通過(guò)比較轉(zhuǎn)錄組、選擇壓力分析及基因功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，揭示了mitfa基因剪接突變?cè)谏赝嘶械年P(guān)鍵作用，并發(fā)現(xiàn)色素沉著特異基因在洞穴環(huán)境中經(jīng)歷了放松的純化選擇。研究通過(guò)組織學(xué)分析確認(rèn)了玫瑰高原鰍皮膚中黑色素體的色素沉著顯著減少，并通過(guò)轉(zhuǎn)錄組比較發(fā)現(xiàn)，洞穴魚(yú)中如tyr、tyrp1a、oca2等多個(gè)黑色素合成關(guān)鍵基因表達(dá)顯著下調(diào)?；蛐蛄蟹治霭l(fā)現(xiàn)，mitfa基因第4內(nèi)含子5'剪接位點(diǎn)發(fā)生突變，使外顯子4末端63個(gè)核苷酸缺失，繼而使mitfa激活結(jié)構(gòu)域缺失21個(gè)氨基酸，嚴(yán)重影響其轉(zhuǎn)錄激活功能。研究人員進(jìn)一步利用斑馬魚(yú)mitfa突變體進(jìn)行功能拯救實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，地表魚(yú)來(lái)源的mitfa能有效恢復(fù)黑色素合成，而洞穴魚(yú)mitfa挽救效果顯著減弱，這證實(shí)該剪接突變是導(dǎo)致玫瑰高原鰍色素退化的關(guān)鍵因素。進(jìn)化分析表明，洞穴魚(yú)譜系中色素特異性基因的Ka/Ks比值顯著高于地表魚(yú)，說(shuō)明這些基因在洞穴環(huán)境中經(jīng)歷了放松的純化選擇。該研究首次揭示了剪接突變?cè)诙囱~(yú)類色素退化中的重要作用，并從分子機(jī)制和進(jìn)化驅(qū)動(dòng)力的角度為學(xué)界理解洞穴魚(yú)類表型退化提供了新的視角。相關(guān)研究成果以A Splicing Mutation in?mitfa?is Involved in the Depigmentation of Cavefish?Triplophysa rosa為題，發(fā)表在《分子生物學(xué)與進(jìn)化》（Molecular Biology and Evolution）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等的支持。論文鏈接A、B細(xì)尾高原鰍和玫瑰高原鰍；C、D掃描電鏡結(jié)果mitfa基因第4內(nèi)含子5'剪接位點(diǎn)發(fā)生突變，導(dǎo)致其63個(gè)核苷酸缺失利用斑馬魚(yú)mitfa突變體進(jìn)行功能拯救實(shí)驗(yàn)進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)洞穴魚(yú)色素特異性基因在洞穴環(huán)境中經(jīng)歷了放松的純化選擇

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