2024年1月23日,伦敦大学学院等机构的研究人员在杂志Nature上发表了题为The hagfish genome and the evolution of vertebrates的文章。
作为唯一幸存的无颌鱼类谱系,盲鳗和七鳃鳗为早期脊椎动物进化提供了关键窗口。本文研究了脊椎动物全基因组复制和程序性DNA消除的复杂历史,时间和功能作用,基于棕色盲鳗Eptatretus atami的染色体规模基因组序列。结合来自同源和系统发育分析的证据,研究人员建立了脊椎动物基因组进化的全面图景,包括早于早寒武纪环口-颌骨分裂的自体四倍体化(1RV),随后是寒武纪中晚期的同种异体-四倍体化(2RJV)和环体中延长的寒武纪-奥陶纪六倍体化(2RCY)。随后,盲鳗经历了广泛的基因组变化,染色体融合伴随着器官系统(眼睛、破骨细胞)所必需的基因的丧失,部分原因是它们的身体计划简化。
最后,研究人员表征了盲鳗中的程序性DNA消除,鉴定了在早期发育过程中从体细胞谱系中删除的蛋白质编码基因和重复元件。这些种系特异性基因的消除提供了一种通过抑制种系/多能性功能来解决体细胞和种系之间遗传冲突的机制,这与七鳃鳗的发现相似。重建脊椎动物早期基因组历史为进一步探索环状体和有颌脊椎动物进化提供了有价值的框架。