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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，高靜水壓力被認為是對生物體最嚴苛的環(huán)境特征。肌動蛋白的組織和微管組裝對于細胞內(nèi)運輸和細胞運動至關重要，可被高靜水壓力破壞。此外，高靜水壓力還會影響細胞調(diào)節(jié)系統(tǒng)、導致DNA鏈的損傷和斷裂、影響細胞膜的流動性。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結構，從而阻礙了遺傳信息的處理。此外，深度有效光的缺乏會阻礙光合作用，因此深海生物的食物供應要比淺海匱乏的多。雖然深海環(huán)境十分惡劣，但生命體卻遍布深海的各個深度和生境，而生命體適應這種極端環(huán)境的生理機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隊在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"，公布了首個高質(zhì)量的深海鰻鱺基因組，解析了其適應深海的分子機制。 

　　本研究涉及的深海鰻鱺樣本由我國的深海載人潛水器“深海勇士”號，在馬里亞納海溝3500米的深海中獲得。深海鰻鱺的身體細長，皮膚為深黑色。研究人員通過形態(tài)學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，簡稱MAE）。

圖1 深海鰻鱺采樣信息

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

　　為了研究深海鰻鱺適應如此惡劣深海環(huán)境的分子機制，研究人員首先通過結合Illumina高通量測序、PacBio和Hi-C技術，首次測序及組裝出了高質(zhì)量的深海鰻鱺基因組，并對深海鰻鱺基于系統(tǒng)發(fā)育、比較基因組等方法進行研究，闡明了其起源和適應機制。研究結果顯示：基因組中多個與維持和調(diào)節(jié)細胞骨架相關的關鍵基因發(fā)生了特異突變，如TUGBCP3、ITGA基因受到強烈的正選擇，TUBGCP3是γ微管蛋白復合物的重要組成部分，在中心體的微管成核中起著至關重要的作用，ITGA促進微管細胞骨架穩(wěn)定和調(diào)節(jié)細胞骨架組裝。研究人員還發(fā)現(xiàn)大量發(fā)生基因家族擴張、正選擇、快速進化的基因與DNA 修復能力、細胞膜的流動性、轉(zhuǎn)錄與翻譯過程的正常進行、能量代謝有關。此外，通過對深海鰻鱺、歐洲鰻鱺及其他幾種淺海魚類進行選擇壓力分析發(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)歷了功能加速進化。這些遺傳變異可能使得深海鰻鱺進化出的適應深海極端環(huán)境的能力。