中國科學院動物研究所靈長類生態學研究組與德國靈長類研究中心等國內外多家科研機構合作，利用比較基因組、種群基因組及其細胞學功能實驗，揭示了烏葉猴屬中的石山葉猴種組物種適應喀斯特特殊生境的遺傳機制，發現石山葉猴的鈣離子通道蛋白（CAV1.2）具有有效減少鈣離子內流的作用，從而保證了石山葉猴物種在高鈣環境中的正常生活。

該研究基于對烏葉猴屬9個物種23個個體全基因組重測序分析，重建演化歷史和種群結構，揭示烏葉猴屬中黑葉猴種組、銀葉猴種組（T. cristatus group）、郁烏葉猴種組（T. obscurus group）三個種組演化地位和種群動態。

結果表明：

• 烏葉猴屬祖先在歷史上約2.9個百萬年前分化形成石山葉猴（Limestone langur）和雨林葉猴（Forest langurs）兩大類群；

• 而黑葉猴種組黑葉猴（T. francoisi）、白頭葉猴（T. leucocephalus）、老撾烏葉猴（T. laotum）、印支烏葉猴（T. ebenus）和越南烏葉猴（T. hatinhensis）的祖先約在1.1個百萬年前開始分化。

石山葉猴類群內正選擇基因富集于“鈣離子信號代謝”等通路，并發現了一系列與鈣離子信號傳導、鈣離子跨膜轉運以及細胞內鈣離子調控相關的正選擇基因和擴張基因家族（圖1）。

圖1. 石山葉猴基因組中鈣離子信號通路相關基因特異性氨基酸突變

通過對位于細胞膜上的電壓門控鈣離子通道蛋白（CAV1.2）的點突變細胞鈣離子成像實驗和全細胞膜片鉗實驗，結果顯示相比于祖先基因型，黑葉猴基因型的CAV1.2通道具有有效減少鈣離子內流的作用。研究提示該基因的點突變可能是石山葉猴適應喀斯特環境的機制之一（圖2）。

圖2. 電壓門控鈣離子通道蛋白（CAV1.2）點突變細胞鈣離子成像實驗和全細胞膜片鉗實驗. 結果顯示相比于祖先基因型，黑葉猴基因型的CAV1.2通道具有有效減少鈣離子內流的作用

黑葉猴與白頭葉猴除毛色差異外，生存環境和習性極其相似，基于種群基因組學的選擇消除分析提示在白頭葉猴中，黑色素合成信號通路相關基因受到顯著的正選擇，且轉錄組分析揭示黑色素合成信號通路中的關鍵基因EDNRB在白頭葉猴中的表達量遠低于黑葉猴。因此本研究推斷EDNRB基因是在自然選擇過程中，在白頭葉猴遺留下來的環境適應性毛色表型的關鍵機制。

該研究首次從基因組和細胞學水平對生活于喀斯特極端環境中的非人靈長類的適應性機制進行了研究，該研究結果將為其它生活于該環境的適應機制的探討提供借鑒，同時也可能對探討相同環境下不同物種的趨同性適應進化研究提供研究思路。

該工作以*“Genomic mechanisms of physiological and morphological adaptations of limestone langurs to karst habitats”為題于2019年12月17日在Molecular Biology and Evolution*（IF：14.797 ；2018 年）上在線發表。中國科學院動物研究所劉志瑾副研究員、碩士研究生張立業、動物研究所與安徽大學聯合培養碩士生閆忠澤、首都師范大學博士研究生任志杰為共同第一作者，中國科學院動物研究所李明研究員、劉志瑾副研究員和德國靈長類研究中心Christian Roos博士為論文共同通訊作者。

文章鏈接

http://doi.org/10.1093/molbev/msz301

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Mol. Biol. Evol. | 中科院动物所揭示石山叶猴适应喀斯特环境的遗传机制的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。