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李亦学研究组发现藏獒通过与西藏灰狼杂交而获得高原适应能力
作者:苗本鹏 王振    新闻时间:2016-12-19    已被阅读:434

     藏獒主要生活在中国青藏高原3000至5000米的高寒地带,以其对高海拔的恶劣气候条件和艰苦的生活环境的良好适应能力而闻名。藏獒力量强大,动作敏捷矫健。进化生物学家已经找到了一些基因,例如EPAS1,在藏獒对高原环境的适应中发挥了重要作用。然而,还有一个问题有待解决:它们是如何获得这些适应性基因的?

     中国科学院上海生命科学研究院计算生物学研究所李亦学研究组找到了这个问题的答案,不仅揭示了藏獒高海拔适应性的遗传起源,而且阐述了一个非常有趣的关于狗和现代人适应新环境的故事。其最新研究发现了明显遗传证据,表明当人类第一次到达青藏高原时,驯化的藏獒通过与西藏的灰狼杂交,获得的两个基因区域,在其适应高原环境过程中发挥了关键作用。

     这项题目为“Genomic Analysis Reveals Hypoxia Adaptation in the Tibetan Mastiff by Introgression of the Grey Wolf from the Tibetan Plateau”的研究于2016年12月6日,在线发表于Molecular Biology and Evolution杂志上,并得到了Science基督教科学箴言报等重要媒体的新闻报道。

     对狗和狼的全基因组测序,为这一研究提供了基础。李亦学研究组利用生活在不同海拔区域的狗和狼的全基因组数据,对这个问题进行了研究。研究发现,与西藏灰狼相比,藏獒和中国本土狗的亲缘关系更近。其次,在藏獒中发现有两个基因区域,包含了EPAS1和HBB基因,该区域与西藏狼有明显的杂交信号,而且受到很强的正选择。同时,在人类中也有着惊人的巧合。藏族人群基因组中的一段相同区域,相同基因EPAS1,也是通过相同的机制(杂交)获得的。最近的研究认为藏族人通过与古人—丹尼索瓦人杂交,获得了对高原缺氧环境的适应性(Nature. 2014, 512:194)。由此可见,即使在进化生物学中,历史也可以重演。

     因此,这也许并不奇怪,作为人类最好的朋友,狗采用和人类相似的方法来适应环境。这项研究更加证实了这种观点:古老的杂交过程,会对生物的环境适应性产生重要影响。

     该项工作得到了科技部和中国科学院等项目经费的支持。

图注:与西藏灰狼的古代杂交,使藏獒适应了高原环境。相似的进化机制也平行地发生在藏族人中。