海马育儿袋新功能基因鉴定

　　海马有独特的形态，以骨板、刺和雄鱼的育儿袋为特征。此外，在这些鱼的育儿袋和棘周围的上皮中发现了形态上独特的细胞-称为火焰锥细胞。然而，这些细胞的进化历史是未知的。日本的研究人员最近在火焰锥细胞中发现了一种新的富含脯氨酸-甘氨酸的基因(pgrich)，这种基因与育儿袋的发育和功能有关。

　　

硬骨鱼包括一个多样化的群体，其中海马表现出独特的形态。海马特有的刺和育仔袋具有独特的上皮细胞，称为火焰锥细胞，由粘液帽覆盖。然而，这些细胞在有刺的管鱼Urocampus nanus或海带管鱼Syngnathus schlegeli中没有发现，它们是海马的近亲，属于海管鱼谱系。虽然研究假设了火焰锥细胞的功能，但它们的进化起源仍然是一个谜。

现在，由Assoc领导的一组科学家。上智大学材料与生命科学系的Mari Kawaguchi教授和Shigeki Yasumasu教授在海马海马腹肌中发现了一个“孤儿”基因，即在其他物种或谱系中没有可识别的同源序列的基因。他们认为，这种被称为脯氨酸-甘氨酸丰富基因(pgrich)的基因与育儿袋中火焰锥细胞的发育有关。他们的研究结果发表在2023年5月25日的《细胞与组织研究》杂志上。

Kawaguchi博士扩大了进行这项调查的原因，他说:“海马有迷人的形态，雄性海马在育儿袋里携带胚胎。雄性海马生育的现象在动物界是罕见的，这使海马成为研究进化的模式生物。我们很想找出在育儿袋中形成火焰锥细胞的基因。”

研究小组首先用电镜进行组织学染色，以证实火焰锥细胞存在于腹腹瓢虫育雏袋的外上皮上，而不存在于南瓢虫或施莱格里瓢虫中。通过原位杂交和免疫组化的方法发现，pgrich基因在体表火焰锥细胞中得到表达，其蛋白在体表火焰锥细胞中定位。

pgrich基因蛋白产物的氨基酸序列与从大管鱼弹性蛋白基因的非编码部分反义链推导出的翻译氨基酸序列具有部分相似性。通过序列分析，研究小组发现了许多围绕pgrich基因的转座因子。他们提出，pgrich基因可能是从管鱼的弹性蛋白基因进化而来的，随后在火焰锥细胞的形成中获得了一种新的功能，而火焰锥细胞是海马所特有的。随着研究小组继续拼凑海马育儿袋的进化，Kawaguchi博士总结道:“pgrich基因的进化史可能会为孤儿基因的产生以及育儿袋在这一谱系中的发展提供线索。海马在家庭水族馆里很受欢迎，了解这些现象将有助于人们对这些鱼的迷恋!”

文章标题

Orphan gene expressed in flame cone cells uniquely found in seahorse epithelium