海洋生物基因组学阵列比较揭秘生物生存技能

　　

虽然紫红色的海胆行动缓慢，没有头、眼睛和耳朵，但是这种棘皮生物具有令人印象深刻的感受器，可探知外界的信号。不要小瞧它的自我防御能力：它体内的免疫系统具有强大的火力，丝毫不逊色于人类的免疫系统。海中明星海葵生活在海岸线上，面对日益严重的环境污染，海葵发展了一套自己的装备应对污染，它的装备可比其他的陆地生物、海洋生物或是淡水生物的要更有利于忍耐来自环境的压力。

这些对海洋生物的见解并非来自研究观测；而是通过比对破译的基因组信息得来的。6月的《Biological Bulletin》发表的文章称，使用基因组目录（gene catalogs）最大的优势在于:可以推测海洋生物的生物学功能，文章由马萨诸塞州的伍兹霍尔海洋生物研究室发表。

研究海洋生物的基因组结构给科学家研究对某一特定生理系统的进化研究带来新线索。

古老的棘胞动物如水母的基因组是有名的，用于辨别细胞如何与器官和机体附着。Ridgeia piscesae的基因组为深海的共栖研究提供了分子基础，Ridgeia piscesae是一种生活在深海热水中管状蠕虫样生物，它与细菌共栖耐受极端的环境。

基因测序曾经的昂贵技术，随着技术的进步，费用大大下降，速度大大提高，现在即便是小实验都可以使用测序仪，用于绘制基因图谱开展比较基因学研究。

R. Andrew Cameron说，科学的发展有三个推动力，一是伟大的观念，不断前进的技术，以及研究经费。R. Andrew Cameron来自加利福尼亚技术研究所，他与多伦多大学的Jonathan P. Rast倡议召开生物学公报专题研讨会（Biological Bulletin）。随着测序费用的降低，我们可获得更多的基因组序列开展基因组领域的新研究。

将海洋生物的基因组序列填充到基因组数据库中，在数据库中研究人员发现海胆的一个不知功能的基因与人类的感知光学的基因具有相似性。深入的实验研究可以证明海胆的这个基因是否可表达出感觉性的蛋白。对比人类与海胆的基因还能绘制感觉蛋白的进化轨迹。

Cameron说，这个新的模式系统的长处在于，研究罕见的生物特性时可以追溯基因组上相对应的特征，这具有非凡的意义。比如说，在这次研讨会上发现某些海洋生物具有令人意想不到的复杂的传感系统或是免疫系统，这些系统与果蝇或是线虫完全不一样（果蝇或是线虫都是标准的遗传研究的模型）。他说，我认为这是一种研究海洋生物的好手段，我们甚至可以将这种技术研究我们人类的基因组。

杰出的研究者们建立了海洋生物基因组项目，并参与了生物学公报研讨会（The Biological Bulletin virtual symposium）。他们的公报内容包含：
Marine invertebrate genome sequences and our evolving understanding of animal immunity by Jonathan P. Rast and Cynthia Messier-Solek
Cell-cell adhesion in the Cnidaria: Insights into the evolution of tissue morphogenesis, by Craig R. Magie and Mark Q. Martindale
Coupling metabolite flux to transcriptomics: Insights into the molecular mechanisms underlying primary productivity by the hydrothermal vent tubeworm Ridgeia piscesae, by Spencer V. Nyholm, Julie Robindart and Peter R. Girguis
Does the high gene density in the sponge NK homeobox gene cluster reflect limited regulatory capacity? by Bryony Fahey, Clair Larroux, Ben Woodcroft and Bernard M. Degnan
Insights from a sea lamprey into the evolution of neural crest gene regulatory network, by Tatjana Spengler Sauka and Marianne Bronner-Fraser
The sea urchin genome as a window on function, by Stefan C. Materna and R. Andrew Cameron
Genomic survey of candidate stress-response genes in the estuarine anenome Nematostella vectensis, by Adam M. Reitzel, James C. Sullivan, Nikki Traylor-Knowles, and John R. Finnerty
cDNA sequences for transcription factors and signaling proteins of the hemichordate, Saccoglossus kowalevskii: Efficacy of the EST approach for evolutionary/developmental studies of a new organism, by R. M. Freeman, Jr., M. Wu, M-M. Cordonnier-Pratt, L. H. Pratt, C.E. Gruber, M. Smith, E. S. Lander, N. Stange-Thomann, C. J. Lowe, J. Gerhart, and M. Kirschner

所有做报告的科学家研究者都是来自伍兹霍尔海洋生物研究所或是使用海洋生物研究所的实验动物数据进行研究。海洋生物研究所关注这项研究已经很久了。我们的生物学公报所收集的资料不是时间跨度很长的资料，全是研究机构最近的研究结果。

原文标题：Genomics of large marine animals showcased in the Biological Bulletin
（生物通 张欢）