當人們提到“人魚”時,可能腦海里會聯(lián)想到藍色大海的傳說。而本文我們談及的人魚,是客觀存在的,它是一種典型的穴居蠑螈(Proteus anguinus),又稱為人魚或洞螈。
為了對人魚基因組中的遺傳信息進行研究,深圳華大生命科學(xué)研究院、斯洛文尼亞盧布爾雅那大學(xué)和丹麥奧爾胡斯大學(xué)聯(lián)合開展了人魚基因組計劃(The Proteus Genome Project,簡稱PGP),這也是有史以來最大的基因組測序計劃之一。值得關(guān)注的是,這一計劃近期已完成草圖。
為何要對人魚基因組進行研究?
洞螈是一種兩棲類珍稀動物,科學(xué)界對其基因組序列充滿著極大興趣,因為它有助于人們發(fā)現(xiàn)洞螈的進化過程及其適應(yīng)洞穴生活的環(huán)境因素。此外,了解該兩棲動物的發(fā)育過程,特別是其身體受損部位的再生能力,有助于業(yè)界借助再生醫(yī)學(xué)進行治療,研究人類疾病的新療法,深入了解衰老及探索延緩衰老的方法。
然而,洞螈基因組十分龐大,超過了人類基因組大小的15倍。這項測序任務(wù)對任何科學(xué)機構(gòu)來說都十分艱巨。為了克服有史以來最大的基因組測序所帶來的挑戰(zhàn),洞螈基因組測序項目采用了深圳華大智造科技有限公司(以下簡稱“華大智造”)研發(fā)的尖端DNA納米球測序技術(shù)(DNBSEQTM),并利用華大智造豐富的測序和計算資源,對超過一萬億(1012)的核苷酸(核酸的基本組成單位)進行測序。這意味著平均每個核苷酸被讀取160次,這些數(shù)據(jù)將組合成最終的基因組序列。
大自然的神秘物種
洞螈不僅是最大的穴居動物,也是所有兩棲動物中壽命最長的,有記錄顯示其壽命超過100年,是其他蠑螈的四倍。此外,其衰老過程十分緩慢,執(zhí)行人魚基因組計劃的科學(xué)家們希望找到洞螈壽命長的原因,并利用其研究成果提升人類健康和生活水平。
洞螈在食物豐富時會多食,也能承受長達數(shù)年的饑餓。盡管體重忽大忽小,但這種動物仍能保持健康長壽,這是一個謎??茖W(xué)家們通過測序得到的基因組數(shù)據(jù)將有助于挖掘這些現(xiàn)象背后的生理機制。
此外,洞螈具有強大的再生能力,尤其是在四肢或身體其他部位受損甚至缺失時,對其進行研究有助于科學(xué)家理解成體細胞的多能性。這是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的偉大目標之一,對人魚基因組的探索可以解答這一難題。
在生物多樣性方面,洞螈是巴爾干半島迪納里克喀斯特洞穴的特有物種,在斯洛文尼亞尤為豐富。它是該國的標志之一,代表著其豐富的自然遺產(chǎn),包括地下動物群和原始水源為代表的生物多樣性。作為全球地下生命最杰出和最著名的代表之一,它是保護地下環(huán)境的旗艦物種。洞螈現(xiàn)已瀕臨滅絕,由于污染和棲息地的破壞,某些種群數(shù)量急劇減少。人魚基因組計劃還將想方設(shè)法評估這些種群的進化狀況,確定其數(shù)量并制定最佳的保護策略。
強強聯(lián)合 推動科學(xué)發(fā)展和社會進步
中國和斯洛文尼亞都擁有較大且具有全球意義的巖溶景觀地區(qū),人魚基因組計劃旨在兩國長期合作的基礎(chǔ)上更科學(xué)地探索和保護喀斯特生態(tài)系統(tǒng)寶貴的自然資源。
華大集團代表中國承擔了國際人類基因組計劃1%的任務(wù),如今已發(fā)展成為全球最大的基因組學(xué)機構(gòu)之一,并在跨科學(xué)領(lǐng)域的基因研究中處于最前沿水平。斯洛文尼亞盧布爾雅那大學(xué)與華大在人魚基因組計劃上的合作結(jié)合了DNA測序、基因組學(xué)和洞穴生物學(xué)領(lǐng)域最專業(yè)的知識,旨在推動科學(xué)發(fā)展和社會進步。