科学家对加利福尼亚双斑八爪鱼的基因组进行序列分析

来自日本和美国的一个国际遗传研究小组对加利福尼亚常见的双斑章鱼(Octopus bimaculoides)的基因组进行了测序和分析，使其成为有史以来第一个完全测序的头足类动物。

由芝加哥大学的Clifton Ragsdale博士和冲绳科学技术研究生院的Daniel Rokhsar教授领导的团队发现了章鱼和其他无脊椎动物的基因组之间的显着差异。

“章鱼似乎完全不同于所有其他动物，甚至其他动物，其八只手臂，它的大脑和聪明的解决问题的能力，”Ragsdale博士说，他是一篇发表在论文中的论文的合着者。该杂志自然。

“已故的英国动物学家马丁威尔斯说，章鱼是一个外星人。从这个意义上讲，我们的论文描述了来自外星人的第一个测序基因组。“

章鱼，鱿鱼，墨鱼和鹦鹉是头足类动物 - 一类捕食性软体动物，其​​进化历史超过5亿年。

其中最成功的是在泥盆纪时期占主导地位的海洋中的菊石，它们是今天常见的化石。它们在6600万年前以与恐龙相同的大规模物种灭绝而灭绝。

现今的头足类动物居住在几乎每个深度的每个海洋中，具有独特的适应性，例如衬有化学感应吸盘的可伸缩臂，能够再生复杂肢体，脊椎动物样眼睛和复杂的伪装系统。

凭借大而高度发达的大脑，它们是最聪明的无脊椎动物，并且已经展示了精心解决的问题和学习行为。

“他们是地球上第一批智慧生物，”来自冲绳科学技术研究生院的诺贝尔奖获得者悉尼布伦纳教授说，他是这项研究的合着者。

布伦纳教授对他们神经系统的复杂性非常着迷，并启动了八达通基因组计划。将来，他和他的同事们计划对几种鱿鱼和冲绳章鱼进行测序，他们希望这些章鱼可以成为研究头足类生物学的模式生物。

研究资深作者Rokhsar教授说：“章鱼神经系统的组织方式与我们完全不同。”

“中央大脑环绕食道，这是无脊椎动物的典型特征，但它也有一组神经元可以相对自主地工作，加上视觉中涉及的巨大视神经。测序是观察基因组的机会，看看我们可以了解章鱼独特的大脑和形态，“他说。

该团队已经发现了几种基因类型，这些基因类型相对于其他脊椎动物在章鱼中得到了显着扩展。

“我们认为它们发挥了关键作用，可以在无脊椎动物中达到新的神经元复杂程度，”Rokhsar教授说。

这些包括称为protocaderins的信号分子家族，其调节神经元之间的神经元发育和短程相互作用，以及称为锌指的转录因子家族，其主要在胚胎和神经组织中表达并且被认为在脑发育中起作用。 。

该团队还利用章鱼基因组追踪涉及适应性着色的基因，这使得章鱼能够改变其肤色和纹理，以融入其环境并逃避捕食。

“我们已经发现了数百种与其他动物没有对应物的新基因，并且可能参与了这种独特的伪装过程，”Rokhsar教授解释说。

章鱼基因组还可以帮助揭示其他章鱼创新的遗传基础，例如他们精心制作的可卷曲的手臂，吸盘用于感知水中的化学物质以及感觉和掌握;他们恢复四肢的能力;推进系统，允许他们在水下喷射;像其他无脊椎动物一样更像人类的相机般的眼睛;事实上，他们有三颗心可以让血液流过他们的鳃。