南美肺鱼拥有迄今为止最大的动物基因组测序

康斯坦茨大学等地的研究人员对非洲肺鱼(Protopterus annectens)和南美肺鱼(Lepidosiren paradoxa)的基因组进行了测序。南美肺鱼的基因组(约 91 千兆字节，约为人类基因组的 30 倍)是迄今为止测序的最大动物基因组，是澳大利亚肺鱼(Neoceratodus forsteri)和非洲肺鱼的两倍多。

肺鱼是属于肺鱼目的淡水脊椎动物，从泥盆纪到现在已生存了 4 亿年。

有些人认为肺鱼是“活化石”，因为它们的形态在漫长的岁月中几乎没有发生改变。

它们与陆生脊椎动物一样，都具有通过与我们相似的肺呼吸空气的能力。

目前仅存的六种肺鱼中，有四种生活在非洲，一种生活在南美洲，一种生活在澳大利亚。

康斯坦茨大学生物学家阿克塞尔·迈耶及其同事说：“似乎进化已经忘记了它们，因为这些古老的‘活化石’仍然看起来非常像它们的祖先。”

“由于我们的遗传物质 DNA 是由核碱基组成的，而这些核碱基的序列包含实际的遗传信息，因此只有了解其完整序列才能对肺鱼基因组进行比较分析。”

他们补充道：“我们已经知道肺鱼的基因组非常巨大，但是直到现在，它们到底有多大以及从中我们可以了解到什么还不清楚。”

“因此，从技术和生物信息学的角度来看，肺鱼基因组的测序都非常耗费人力且复杂。”

在他们的新研究中，科学家对非洲和南美肺鱼的基因组进行了测序。

迈耶博士说：“南美洲物种的 DNA 有 91 千兆碱基对，也就是 910 亿个碱基对，是所有动物基因组中最大的，比之前的记录保持者澳大利亚肺鱼的基因组大两倍多。”

“南美肺鱼的 19 条染色体中有 18 条染色体比拥有近 30 亿个碱基的整个人类基因组还要大。”

此前最大的澳大利亚肺鱼基因组序列也由同一团队测序。

作者说：“自主转座子是导致肺鱼基因组随着时间的推移膨胀到如此庞大规模的原因。”

“这些 DNA 序列会‘复制’，然后改变其在基因组中的位置，进而导致基因组增长。”

“虽然其他生物中也会发生这种情况，但分析显示，南美肺鱼基因组的扩张速度是迄今为止有记录以来最快的：过去每隔 1000 万年，其基因组的大小就会相当于整个人类基因组的大小。”

“而且它还在继续生长。我们发现了相关转座子仍然活跃的证据。”

“我们确定了这种巨大基因组增长的机制：极端扩张至少部分是由于 piRNA 丰度非常低。”

“这种 RNA 是通常会沉默转座子的分子机制的一部分。”

该团队的论文发表在《自然》杂志上。