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西農科學家團隊揭開反芻動物基因密碼

作者:任娜

2019年06月24日08:51

來源:西安晚報

牛、羊、鹿等草食動物為什么會長角?6月21日,國際學術期刊《科學》雜志在線刊發了西北農林科技大學動物科技學院姜雨教授研究團隊與西北工業大學等9家國內外單位合作的研究論文《反芻動物角發生發育和鹿茸快速再生的遺傳基礎》,從遺傳學角度首次提出反芻動物的角具有相同的細胞起源——頭部神經脊干細胞。

草食動物大多沒有尖牙利爪,角既是它們面對捕獵者的自衛工具,也是同類間爭奪配偶和領地的主要工具,但角的存在非常不利于畜牧生產管理,并有極大的安全隱患。因此,育種工作者投入大量的精力選育無角的牛羊品種。那么牛角,羊角和鹿角的發育生長是否由相同的基因通路控制?骨質角是來自一次起源還是多次起源?一直是一個懸而未決的科學問題。

西北農林科技大學聯合西北工業大學、中國農業科學院、丹麥哥本哈根大學、中科院昆明動物研究所、四川養麝研究所、石河子大學、新疆畜牧科學院、深圳華大基因研究院和美Recombinetics公司等9家單位,通過比較不同類型的反芻動物基因組和多達270個轉錄組,發現羊角和鹿茸具有相似的基因表達模式,其特異高表達的基因主要募集來自在骨、皮膚、腦和睪丸組織表達的基因。這些角組織特異高表達基因,連同一些快速進化基因都參與了神經脊細胞遷移通路,從而從遺傳學角度首次提出反芻動物的角具有相同的細胞起源——頭部神經脊干細胞,為反芻動物角具有單一的進化起源提供了遺傳學證據,也為無角牛、羊的育種提供了理論基礎,并為通過基因編輯手段生產無角牛羊提供了關鍵靶基因。

此外,研究還發現,多個原癌基因通路在鹿角組織被激活并發生遺傳改變,可能在調控鹿茸快速再生過程中發揮重要作用,同時幾個重要的抑癌基因也發生了鹿科特異的遺傳改變,其可能強化了抑癌作用。因此,進一步的功能研究將在證明快速但受控的細胞生長的潛在機制以及探索鹿作為器官再生模型和癌癥模型方面具有重要的科學意義,為癌癥治療和預防提供新的思路和方法。(記者 任娜)

(責任編輯:王璽)

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