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与人类相比,拥有30倍DNA的鱼——进化的终极囤积者。
在动物王国的基因组领域,一位新的冠军出现了:南美肺鱼(Lepidosiren paradoxa)拥有有记录以来最大的完全测序动物基因组。它的DNA总计约为910亿个碱基对——大约是人类基因组的30倍——同时编码的基因数量相似,约为20,000个。
这个庞大基因组的大部分由非编码区域组成,主要是重复的可转移元素——通常被称为“自私”DNA——它们在基因组中复制并插入自己。与其他肺鱼物种的比较显示,L. paradoxa每1000万年积累相当于一个完整人类基因组的DNA。
作为“活化石”和所有四足动物(陆生脊椎动物)祖先的近亲,肺鱼通过其解码的基因组为脊椎动物的进化提供了宝贵的见解。
研究表明,南美和非洲肺鱼缺乏某些通常限制可转移元素增殖的基因,从而允许基因组的无限扩展。这种“膨胀”可能带来潜在的成本:鱼的19条染色体中有18条的大小与整个的人类基因组相当,DNA复制需要大量能量,导致细胞和细胞核的增大。
尽管巨大的基因组有时可以通过改变基因调控或提供新基因的材料来推动适应,但不受控制的生长风险会干扰重要的生物过程。
虽然某些植物,如新喀里多尼亚的叉蕨和日本巴黎蕨,拥有更大的基因组,但L. paradoxa目前在动物中领先。然而,尚未测序的斑点肺鱼可能最终会超越它。
[Pennisi, E. (2024年8月14日). 这种奇特的鱼拥有30倍于人类的DNA——动物的新纪录。科学]
[Meyer, A., Schartl, M., & 同事. (2024). 南美肺鱼Lepidosiren paradoxa的基因组及脊椎动物基因组大小的进化。自然]

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