記者從湛江灣實(shí)驗(yàn)室獲悉，8月18日，南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（湛江）（以下簡(jiǎn)稱“湛江灣實(shí)驗(yàn)室”）趙娜、張博研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海海洋大學(xué)、青島華大基因研究院等國(guó)內(nèi)外合作單位，在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》（Nature Communications）上以論文形式發(fā)表了題為“Adaptive loss of shortwave-sensitive opsins during cartilaginous fish evolution”（軟骨魚類進(jìn)化過(guò)程中感短波視蛋白的適應(yīng)性丟失）的重要研究成果。該研究首次揭示了鯊魚、鰩等軟骨魚類為何無(wú)法感知藍(lán)色和紫色光線的長(zhǎng)期謎團(tuán)，并闡明了其背后關(guān)鍵的適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制。

這項(xiàng)研究深入探討了軟骨魚類（如鯊魚、鰩魚等）視覺(jué)系統(tǒng)中短波敏感視錐蛋白基因（sws1和sws2）的丟失現(xiàn)象及其適應(yīng)性進(jìn)化意義。研究通過(guò)基因組測(cè)序、基因家族分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，揭示了軟骨魚類無(wú)法感知藍(lán)光或紫光的分子機(jī)制，并提出了基因丟失作為一種進(jìn)化優(yōu)勢(shì)的假設(shè)。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)孔鰩（Okamejei kenojei）和大青鯊（Prionace glauca）進(jìn)行全基因組測(cè)序，揭示了軟骨魚中普遍缺失sws1和sws2基因。進(jìn)一步的比較基因組學(xué)分析表明，這種基因丟失可能與軟骨魚類視網(wǎng)膜中“tapetum lucidum”（反光膜結(jié)構(gòu)）的存在有關(guān)。這種結(jié)構(gòu)會(huì)反射短波光，而sws基因的丟失有助于減少短波光對(duì)眼睛的損傷。

為了驗(yàn)證這一假設(shè)，團(tuán)隊(duì)利用斑馬魚模型進(jìn)行了基因敲除實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)存在SWS1和SWS2時(shí)，藍(lán)光和紫光可誘導(dǎo)細(xì)胞衰老和光感受器層變薄；而sws基因敲除的斑馬魚在短波光照射下，視網(wǎng)膜表現(xiàn)出更少的細(xì)胞凋亡和衰老，支持了基因丟失減少光損傷的假設(shè)。論文探討了短波光對(duì)眼睛損傷的潛在分子機(jī)制，如細(xì)胞衰老和凋亡，揭示軟骨魚類視覺(jué)基因演化的獨(dú)特機(jī)制，為理解基因丟失的適應(yīng)性意義提供了新視角，并指出這一發(fā)現(xiàn)對(duì)研究人類年齡相關(guān)性黃斑變性（AMD）等視覺(jué)疾病具有潛在啟發(fā)意義。

湛江灣實(shí)驗(yàn)室張博研究員、上海海洋大學(xué)馮毅棟博士，青島華大呂美琪博士為文章共同第一作者，上海海洋大學(xué)鮑寶龍教授、李云凱教授、湛江灣實(shí)驗(yàn)室趙娜研究員、青島華大張要磊博士為該文共同通訊作者。

據(jù)悉，本研究由來(lái)自中國(guó)、德國(guó)等多個(gè)研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家合作完成，體現(xiàn)了湛江灣實(shí)驗(yàn)室在國(guó)際合作與跨學(xué)科研究中的開(kāi)放包容態(tài)度和領(lǐng)先水平。湛江灣實(shí)驗(yàn)室表示，將以此次成果為契機(jī)，繼續(xù)加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外科研團(tuán)隊(duì)的合作交流，共同探索海洋科學(xué)的未知領(lǐng)域。