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　　深海約占地球表面積的65%，然而由于深海環(huán)境的探索難度極大，使其成為地球上最后被人類認(rèn)知且探索最少的區(qū)域。深海環(huán)境具有高靜水壓力、低溫、食物匱乏、終年無(wú)光、缺氧等極端特征，是地球上最惡劣最極端的生存環(huán)境之一，是常規(guī)生命形式的禁區(qū)。其中，高靜水壓力被認(rèn)為是對(duì)生物體最嚴(yán)苛的環(huán)境特征。肌動(dòng)蛋白的組織和微管組裝對(duì)于細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)至關(guān)重要，可被高靜水壓力破壞。此外，高靜水壓力還會(huì)影響細(xì)胞調(diào)節(jié)系統(tǒng)、導(dǎo)致DNA鏈的損傷和斷裂、影響細(xì)胞膜的流動(dòng)性。深海的溫度低，變化范圍小，溫度隨著水深的增加而下降，1000米以下的深海溫度通常為-1.8°C——5℃。暴露于低溫的核酸可以形成二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而阻礙了遺傳信息的處理。此外，深度有效光的缺乏會(huì)阻礙光合作用，因此深海生物的食物供應(yīng)要比淺海匱乏的多。雖然深海環(huán)境十分惡劣，但生命體卻遍布深海的各個(gè)深度和生境，而生命體適應(yīng)這種極端環(huán)境的生理機(jī)制在很大程度上仍然是未知的。 

　　2022年12月14日，中科院深海所何舜平研究員團(tuán)隊(duì)在SCIENCE CHINA Life Sciences雜志上發(fā)表論文"Pseudo-chromosome–length genome assembly for a deep-sea eel Ilyophis brunneus sheds light on the deep-sea adaptation"，公布了首個(gè)高質(zhì)量的深海鰻鱺基因組，解析了其適應(yīng)深海的分子機(jī)制。 

　　本研究涉及的深海鰻鱺樣本由我國(guó)的深海載人潛水器“深海勇士”號(hào)，在馬里亞納海溝3500米的深海中獲得。深海鰻鱺的身體細(xì)長(zhǎng)，皮膚為深黑色。研究人員通過(guò)形態(tài)學(xué)觀察及線粒體條形碼分析鑒定為褐泥蛇鰻（Ilyophis brunneus ，英文名：Muddy arrowtooth eel，簡(jiǎn)稱MAE）。

圖1 深海鰻鱺采樣信息

(A) ArcGIS在線地圖（B）中國(guó)載人潛水器“深海勇士號(hào)”（C）深海鰻鱺原位采樣觀測(cè) （D）兩個(gè)深海鰻鱺樣本

　　為了研究深海鰻鱺適應(yīng)如此惡劣深海環(huán)境的分子機(jī)制，研究人員首先通過(guò)結(jié)合Illumina高通量測(cè)序、PacBio和Hi-C技術(shù)，首次測(cè)序及組裝出了高質(zhì)量的深海鰻鱺基因組，并對(duì)深海鰻鱺基于系統(tǒng)發(fā)育、比較基因組等方法進(jìn)行研究，闡明了其起源和適應(yīng)機(jī)制。研究結(jié)果顯示：基因組中多個(gè)與維持和調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架相關(guān)的關(guān)鍵基因發(fā)生了特異突變，如TUGBCP3、ITGA基因受到強(qiáng)烈的正選擇，TUBGCP3是γ微管蛋白復(fù)合物的重要組成部分，在中心體的微管成核中起著至關(guān)重要的作用，ITGA促進(jìn)微管細(xì)胞骨架穩(wěn)定和調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架組裝。研究人員還發(fā)現(xiàn)大量發(fā)生基因家族擴(kuò)張、正選擇、快速進(jìn)化的基因與DNA 修復(fù)能力、細(xì)胞膜的流動(dòng)性、轉(zhuǎn)錄與翻譯過(guò)程的正常進(jìn)行、能量代謝有關(guān)。此外，通過(guò)對(duì)深海鰻鱺、歐洲鰻鱺及其他幾種淺海魚類進(jìn)行選擇壓力分析發(fā)現(xiàn)，深海鰻鱺的ω值要顯著高于其他幾種魚類，這表明深海鰻鱺很有可能在極端的深海環(huán)境下經(jīng)歷了功能加速進(jìn)化。這些遺傳變異可能使得深海鰻鱺進(jìn)化出的適應(yīng)深海極端環(huán)境的能力。