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浸大科大「蛟龍號」 破譯深海青口基因組

2017-05-24
■錢培元(前排左二)、邱建文(前排左三)及其團隊。 浸大供圖■錢培元(前排左二)、邱建文(前排左三)及其團隊。 浸大供圖

香港文匯報訊(記者 高鈺)大海蘊藏蚍々坐ㄩ阞漸糽R,其中在海底熱泉和冷泉區亦廣泛分佈茪ㄕP的深海生物如貽貝(俗稱青口)等。浸會大學和科技大學主導的團隊,就透過「蛟龍號」考察取得的深海青口樣本,首次成功破譯其總長達16.4億鹼基對的基因組,並透過基因分析拆解深海青口的蛋白修補、抗毒等特質,可望進而幫助了解其他深海生物如管蟲、蛤蜆、珊瑚等的生存適應機制,成果廣受國際注目。

深海的熱泉和冷泉區不單水壓高,缺乏由光合作用產生的食物,而且溫度變化大並有大量有毒物質,生物如何抵禦極端的生存環境叫人類充滿好奇,但科學家現時缺乏深海生物的基因組資料,難以了解其生存及適應機制。

結果獲刊學術期刊《自然》

是次由科大生命科學部講座教授錢培元及浸大生物系副教授邱建文領導的研究,便成功突破首次發表深海海底大生物的基因組;針對邱建文2013年參與內地載人潛水器「蛟龍號」在中國南海深海冷泉區考察時取得的深海青口(Bathymodiolus platifrons)樣本,團隊成功組裝和註釋了其16.4億經鹼基對、大小約為人類一當的基因組,並與從香港汀角區採集的淺水青口(Modiolus philippinarum)的基因特徵進行比較。有關結果上月獲選刊登於國際權威學術期刊《自然──生態學與進化》。

團隊通過進化分析,發現現代的深海青口為淺水青口的後裔,牠們的祖先約於1.1億年前移居到深海,更成功渡過了約5,700萬年前,因全球溫度上升而造成的海洋底部缺氧導致的大滅絕事件。而基因組比較亦顯示,深海青口的多個基因家族都有明顯擴張,或與其適應深海極端環境有關,例如「熱休克蛋白70家族」的擴張,可幫助深海青口修補本身蛋白質結構的損傷,而「ABC運輸蛋白家族」的擴張,則有利深海青口透過鰓表皮細胞排出有毒物質。

析鰓部蛋白質 促研基因聯繫

研究團隊又還對深海青口的鰓部進行了蛋白質組學研究,證明牠可依靠甲烷營養共生細菌合成養分,即使在沒有光合作用的環境中亦可大量繁衍。是次分析,亦有助探究其他深海生物群包括管蟲、蛤蜆、珊瑚等情況,促進有關深海生物基因聯繫的研究,為設立深海海洋保護區作貢獻。

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