首個毒蛙基因組被成功解析

　　近日，中國科學院昆明動物研究所聯合美國北卡萊羅納大學、加利福尼亞大學和丹麥哥本哈根大學的研究人員成功“破譯”草莓箭毒蛙（Oophaga pumilio）基因組，揭示了其基因組演化特征。該成果發表在國際期刊Molecular Biology AND Evolution上。美國加利福尼亞大學教授Rasmus Nielsen、昆明動物所研究員張國捷和美國匹茲堡大學教授Corinne L. Richards-Zawacki為文章的共同通訊作者。團隊成員周龍和美國北卡萊羅納大學博士Rebekah L. Rogers為文章的共同第一作者。

　　箭毒蛙是生活在中美洲及南美洲加勒比海沿岸的低地森林中的一種小型陸地蛙，當地部族將它們分泌的毒素涂在箭上，故得此名。強烈的毒性、絢麗斑斕的色彩以及獨特的生活習性使得箭毒蛙不同尋常。一些箭毒蛙身上所攜帶的毒素，其強度是嗎啡的200倍。雖然毒素是對付天敵的致命武器，但毒素對箭毒蛙本身卻沒有影響。箭毒蛙是如何從食物中獲得毒素，箭毒蛙的神經系統又是如何演化出抗毒能力，目前還不清楚。

　　研究人員對草莓箭毒蛙進行了基因組測序和組裝分析，發現草莓箭毒蛙的基因組的大部分區域是由高度重復序列組成的。進一步的比較基因組學研究發現，草莓箭毒蛙的重復元件在魚和蛙類之間存在著大量的水平轉移（Horizontal Transfer，HT）。這些水平轉移元件表現出很高的重復性以及很高的轉錄表達水平，表明水平轉移過后這些元件的擴增還在繼續。

　　草莓箭毒蛙的基因組大小為6.76–9Gb，相比于四足動物要大很多。研究表明這些兩棲動物基因組之所以很大，某種程度上可以解釋為其基因組的變化是一個轉座子（Transposable Elements，TE）不斷入侵的過程，并且這些轉座子尚未在生殖系中被抑制。轉座子的不斷擴增導致其基因組逐漸增大。

　　此外，研究人員還發現在草莓箭毒蛙SCNA基因家族發生了核苷酸替換，已有研究表明基因SCNA參與了神經毒性生物堿毒素的毒性抵抗作用。其中氨基酸替換M777L在5個SCNA旁系同源基因中同時發生了替換，結果表明這些氨基酸替換在抵抗神經毒性生物堿的毒性中可能發揮著潛在的作用。研究人員還發現了第一個基因組測序毒蛙中的離子通道，并討論了其與皮膚對隔離毒素的自耐受演化關系。