Nature子刊：剑尾鱼基因组测序助力黑素瘤研究

　　

生物通报道：剑尾鱼（Xiphophorus maculatus）是适合养在鱼缸里的常见观赏鱼，是孔雀鱼的近亲。剑尾鱼具有一些与哺乳动物类似的属性，也是研究黑素瘤发展的理想模型。现在，华盛顿大学医学院的科学家们对剑尾鱼的基因组进行了测序分析，文章发表在Nature Genetics杂志的网站上。

剑尾鱼具有多种醒目的颜色（如橙红色、黄色和银色），和各种各样的斑点条纹。剑尾鱼中的黑素瘤非常明显，即使是非专业人士也可以清楚地进行判断。

“剑尾鱼中的黑素瘤，一般沿着鱼尾和鱼鳍形成黑色斑点，”文章的资深作者，华盛顿大学基因组研究所的Wesley Warren博士说。“这些鱼是研究黑素瘤的理想模型，人们可以在剑尾鱼中观察黑素瘤的发展，分析疾病的形成机制。”

“现在我们获得了剑尾鱼的基因组，可以在此基础上解析黑素瘤相关基因的相互作用，” 德国Würzburg大学的Manfred Schartl博士说，他是该文章的共同第一作者。“与人类黑素瘤类似，剑尾鱼中的黑素瘤发展也受到色素细胞相关基因的影响。”

复杂的行为、胎生、和恶性疾病被认为是哺乳动物的特征，不过一些低等脊椎动物也具有这些属性，剑尾鱼就是其中之一。将剑尾鱼作为模型，能够帮助人们更好的理解相关属性背后的分子生物学机制。

华盛顿大学、Würzburg大学和德克萨斯州立大学的科学家们，在罗氏454和Illumina的平台上，对剑尾鱼的基因组进行了测序和分析。研究显示，剑尾鱼基因组包括约两万个基因，这与人类基因组中的基因数差不多。与哺乳动物不同的是，在两亿年的进化中，剑尾鱼的染色体并没有多大改变。“在漫长的进化过程中，鱼类的生活环境发生了很大的改变，但它们的染色体结构却没有多大变化，”Warren说。

绝大多数的鱼类通过产卵繁衍后代，而剑尾鱼是直接生出小鱼。研究人员将剑尾鱼基因与产仔的哺乳动物进行比较，发现了一些与其繁殖方式有关的基因。“我们惊讶的发现，剑尾鱼也保留着一些卵黄相关基因，这些基因一般出现在卵生的鱼类中。此外，剑尾鱼还具有涉及胎盘功能和卵子受精的基因，”文章的另一位共同第一作者，德克萨斯州立大学的Ron Walter博士说。

剑尾鱼进化出了求偶、躲避捕食者等复杂行为，这与人类和其他哺乳动物相似，大大超越了两栖动物、爬行动物和其他低等脊椎动物。研究人员通过分析，在剑尾鱼的基因组中确定了一些与上述行为认知有关的基因。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

The genome of the platyfish, Xiphophorus maculatus, provides insights into evolutionary adaptation and several complex traits

Several attributes intuitively considered to be typical mammalian features, such as complex behavior, live birth and malignant disease such as cancer, also appeared several times independently in lower vertebrates. The genetic mechanisms underlying the evolution of these elaborate traits are poorly understood. The platyfish, X. maculatus, offers a unique model to better understand the molecular biology of such traits. We report here the sequencing of the platyfish genome. Integrating genome assembly with extensive genetic maps identified an unexpected evolutionary stability of chromosomes in fish, in contrast to in mammals. Genes associated with viviparity show signatures of positive selection, identifying new putative functional domains and rare cases of parallel evolution. We also find that genes implicated in cognition show an unexpectedly high rate of duplicate gene retention after the teleost genome duplication event, suggesting a hypothesis for the evolution of the behavioral complexity in fish, which exceeds that found in amphibians and reptiles.