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维也纳医科大学皮肤病学系分子生物学家Leopold Eckhart通过基因组比对分析,发现人类和海龟所具有的重要皮肤保护蛋白在3.1亿年前出自于同一个祖先。这项研究已经发表于杂志《分子生物学与进化》。
从进化的角度来看,乌龟壳可以说是一个成功的例子。它所具有的保护防御的作用让我们很容易将陆龟和海龟与其他爬行动物区分开来。这项由Leopold Eckhart负责的研究对欧洲水龟和北美乌龟的皮肤层的外壳基因进行了研究,目地在于对比这些基因与人类的皮肤基因。
该项研究的发现表明乌龟硬壳的形成原因在于表皮分化复合体(EDC)基因家族的突变。通过比对来自于不同爬行动物的基因组,证明了这种表皮分化复合体(EDC)基因的突变发生于2.5亿年前,那个时候乌龟开始与其他爬行动物分离开来。
人类和乌龟有共同的祖先
值得注意的是,人类和乌龟EDC基因具有很高的同源性。那么我们就不难得出一个结论,原EDC基因来自于一个共同的祖先,这个祖先生活于3.1亿年前,并且和现代的爬行动物很相似。
与乌龟来说,这些EDC基因表达的蛋白形成了特别坚硬的皮肤外层,增加了交联性,从而有了壳的形成。于人类来说,这些EDC基因保护了皮肤免受微生物和过敏原的入侵。
这项新研究表明,进化上这个相关的基因对人类和陆龟及海龟来说都具有保护的功能。我们所希望的是通过对人类和其他动物皮肤相关基因的比对,能更加了解这些蛋白质之间的相互作用。那么在将来,从这写发现中得到的某些知识能够有助于医学方面的应用,比如对于牛皮藓治疗的改善,而牛皮藓的发生也是由于EDC 基因的突变。
Journal Reference:
Karin Brigit Holthaus, Bettina Strasser, Wolfgang Sipos, Heiko A. Schmidt, Veronika Mlitz, Supawadee Sukseree, Anton Weissenbacher, Erwin Tschachler, Lorenzo Alibardi, Leopold Eckhart. Comparative genomics identifies epidermal proteins associated with the evolution of the turtle shell. Molecular Biology and Evolution, 2015; msv265 DOI:10.1093/molbev/msv265