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研究人員揭示了使烏干達長頸鹿擁有獨特體形的基因突變。?圖片來源：JAN VERMEER

本報訊?長頸鹿擁有獨特的體形，特別是那長長的脖子，使其成為體現(xiàn)生物進化的一個主要案例，就連查爾斯·達爾文和讓—巴蒂斯特·拉馬克都用這一特征支持他們的進化理論。

但是擁有長脖子并不是一件輕松的事。比如，為將氧氣通過兩米長的脖子輸送到大腦，長頸鹿的心臟需要不斷地泵血，其血壓甚至超過了人類正常血壓的2.5倍。

現(xiàn)在，一項新的長頸鹿基因組測序結(jié)果揭示了使這些動物能在高血壓的情況下快樂生活的基因改變，以及與其不尋常的體形有關的其他基因。研究人員還在小鼠身上表達了一種長頸鹿基因，顯示后者能保護小鼠免受高血壓的侵害，這或許為研究人類高血壓新療法奠定了基礎。

這項近日發(fā)表于《科學進展》的新研究，提供了長頸鹿約97%的脫氧核糖核酸（DNA）詳細數(shù)據(jù)。來自中國、挪威和丹麥的研究人員將一只雄性羅斯柴爾德長頸鹿（一般指長頸鹿烏干達亞種）的基因與其他50種哺乳動物（包括長頸鹿的近親——短頸、斑馬大小的霍加狓）的基因進行了比較，確認了長頸鹿體內(nèi)490個具有獨特適應性的基因。

長頸鹿的大多數(shù)突變發(fā)生在與心血管、骨骼生長和感覺系統(tǒng)相關的基因中。研究小組將重點放在FGFRL1基因上，美國賓夕法尼亞州立大學帕克分校分子生物學家Douglas Cavener和同事在該基因中發(fā)現(xiàn)了7種獨特的突變。在人類和小鼠中，這種基因的突變與心血管和骨骼缺陷有關。為找到更多信息，研究小組使用了功能強大的DNA編輯技術(shù)CRISPR，將長頸鹿突變插入到小鼠的FGFRL1基因中。結(jié)果顯示，該小鼠沒有長出長頸，也沒有顯示出任何明顯的心血管系統(tǒng)變化。

因此，研究小組決定觀察上述插入長頸鹿突變的小鼠對高血壓（對長頸鹿來說是正常狀態(tài)的血壓）的反應。他們給10只經(jīng)過基因修飾的小鼠中的5只注射了一種誘導高血壓的藥物，并將這種藥物同時注射給5只正常的小鼠。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，正常小鼠出現(xiàn)高血壓及相關的腎臟和心臟損害。但是所有的突變小鼠，包括那些注射了高血壓誘導藥物的小鼠都很健康，它們的血壓只是略微上升而已。

“長頸鹿的FGFRL1基因?qū)π难芟到y(tǒng)有一定的作用，可以抵消高血壓的影響，但具體如何影響我們還不清楚?！毖芯空撐暮现摺⒌湼绫竟髮W進化遺傳學家Rasmus Heller說。

研究人員指出，對FGFRL1基因的進一步研究可能為高血壓的治療指明了方向，但迄今為止，還沒有證據(jù)表明FGFRL1基因在人類疾病中起重要作用，因此將其作為治療方法還為時尚早。

此外，新研究還揭示了長頸鹿其他獨特的突變，包括與眼睛發(fā)育和視力相關的基因突變、調(diào)節(jié)睡眠模式（野生長頸鹿每天只睡40分鐘，一次只睡3到5分鐘）的基因突變等。

美國野生自然研究所野生生物學家Monica Bond指出，更多地了解長頸鹿的基因組有助于制定有效的保護策略。長頸鹿已經(jīng)瀕臨滅絕，在過去的30年里，它們的數(shù)量下降了40%，目前野生長頸鹿僅有68000頭。（徐銳）

相關論文信息：

https://doi.org/10.1126/sciadv.abe9459