成都生物专家首次揭示温泉蛇基因奥秘 将为人类高原病预防和治疗提供参考

昨日凌晨，国际学术期刊PNAS（《美国科学院院刊》）在线发表了中国科学院成都生物研究所李家堂和中国科学院昆明动物研究所张亚平等研究团队的最新成果，这是中国生物专家首次揭示温泉蛇基因奥秘。该研究以分布于青藏高原的温泉蛇为研究对象，解析了蛇类这种变温动物适应高海拔极端环境的遗传机制。该成果将为人类高原病的预防和治疗提供一定的参考。

为何研究

揭开变温动物高海拔适应之谜

今年38岁的李家堂告诉成都晚报记者，有一些生物可以在强辐射、缺氧等极端环境中繁衍生息，这类生物被称为极端环境生物。由于其独特的生活环境，长期的适应性进化使得这些生物在基因结构组成、代谢功能等方面均不同于其他生物。

这项研究以分布于青藏高原的温泉蛇为研究对象。“早在1907年，温泉蛇作为唯一生活在青藏高原海拔4000米以上的蛇，被英国人Frank Wall首次发现时就颠覆了人们对当时存有蛇类的认知。青藏高原寒冷、氧分压低、紫外线辐射强烈的特点，造成其许多地区不适合人类居住甚至是生命禁区，是亚洲人口最稀少的地区。”李家堂说，但是青藏高原自身却孕育了很多高原特有物种。

据了解，以往许多研究都集中在恒温动物对高原的适应，如高原人类、高原牦牛等，缺乏对高原变温动物适应高原环境遗传机制的研究，而温泉蛇正好为揭开变温动物高海拔适应之谜提供了良好的动物模型。

研究成果

找到适应高海拔低氧条件的原因

据透露，由于这种蛇只是在每年的7月、8月出现，其他时候都在冬眠，为此，研究团队从2013年开始立项研究，“只有每年7月、8月在青藏高原专业人士的带领下，才能寻找到。”李家堂说，温泉蛇性格温和，一般不主动咬人。每年7月、8月，研究团队会根据文献记载，在专业人士带领下去寻找温泉蛇。

李家堂介绍，在寻找到温泉蛇后，工作人员会截取蛇尾巴、肝脏等器官，提取DNA。该研究主要通过对温泉蛇进行全基因测序，利用比较基因组学分析，在高海拔温泉蛇属3个物种中发现了27个不同蛋白中27个共有氨基酸替换。“作为高原物种，温泉蛇基因的突变减弱了其调节下游基因红细胞生成素的表达能力，进而导致温泉蛇血红蛋白浓度处于较低水平，这是温泉蛇适应高海拔低氧条件的重要原因。”

未来应用

为人类预防治疗高原病提供参考

近年来，越来越多的人进入高原开展工作，但极端的高原环境可能造成严重的高原反应，甚至引发高原病。“从恒温动物和变温动物综合开展高原极端环境的遗传机制研究，将为人类高原病预防和治疗提供一定的参考。”李家堂表示。据了解，此次研究得到了中国科学院战略性先导科技专项和前沿局重点项目、国家自然科学基金和中科院青促会项目等经费资助。成都晚报记者 李晨

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