喜马拉雅旱獭基因组提供了极高海拔生活的线索

喜马拉雅旱獭可以在印度，尼泊尔和巴基斯坦的喜马拉雅地区以及中国青藏高原的海拔5000米的高度生存，其中许多地区面临极端寒冷，少量氧气和其他资源。现在，研究人员对第一个完整的喜马拉雅土拨鼠基因组进行了测序，这可能有助于他们更好地解释土拨鼠如何生活在这种极端状态。

研究人员说，研究结果发表在12月20日的iScience杂志上，暗示了高海拔适应和冬眠的遗传机制。它们还是研究土拨鼠进化，高原病和冷适应的研究人员的宝贵资源。“作为海拔最高的哺乳动物之一，喜马拉雅旱獭长期暴露于低温，缺氧和强烈的紫外线辐射，”西安交通大学健康科学中心的Enqi Liu说。“他们在冬季也会冬眠六个多月。”

这些引人注目的生物学特征促使刘和他的团队，包括第一作者梁白，将喜马拉雅旱獭视为研究适应极端环境的分子机制的理想动物模型。首先，他们对雄性喜马拉雅旱獭的完整草图基因组进行测序和组装。他们还重新测序了其他20个喜马拉雅旱獭，包括生活在高海拔和低海拔地区的个体以及其他四种土拨鼠。另外，进行RNA测序以比较处于麻痹状态和清醒土拨鼠状态的土拨鼠之间的基因表达差异。

DNA数据显示喜马拉雅土拨鼠大约200万年前从蒙古土拨鼠中分离出来。研究人员确定了两种基因，Slc25a14和ψAamp(加工假基因)，它们在生活在低海拔和高海拔的土拨鼠中被选择在不同的方向，这表明它们与极低氧条件下的高海拔种群的生存有关。

他们进一步表明Slc25a14可能具有重要的神经保护作用。ψAamp的变化影响编码基因Aamp的RNA的稳定性，这可能是防止在极低氧条件下新血管过度生长的保护策略。

RNA测序数据显示，在冬眠期间，肝脏和大脑中发生基因表达变化。这些包括脂肪酸代谢途径中的基因以及血液凝固和干细胞分化。

有趣的是，之前的一项研究表明，由于冬眠者的大脑暴露在接近冰点的温度并且血流量减少，因此血栓的风险增加，研究人员指出。他们的脑干细胞也可以更好地准备修复损伤，作为在极端环境压力下生存所需的适应性。

研究人员表示，他们计划继续提高喜马拉雅旱獭基因组的质量。他们指出，喜马拉雅旱獭因其对土拨鼠肝炎病毒高度敏感而闻名，并且是人类瘟疫的天然寄主和传播者。“我们将阐明导致肝炎病毒和细菌感染的免疫系统特征，”刘说。