“六角恐龙”荣登《科学》封面！基因组竟是人类的十倍？

首先，恭喜深圳华大生命科学研究院在2022年度的近半年时间内，已经实现CNS大满贯！

其次，热烈祝贺本文主角，美西钝口螈，以同一张艺术照先后两次登顶科研界顶刊。

△2018年1月24日《Nature》封面 | 2022年9月2日《Science》封面

（照片均来自于英国摄影师Stephen Dalton）

△尹哥线上参加“六角恐龙”科研成果发布会

o1

主角介绍

美西钝口螈，简称美西螈，别名嘛，很多，像最为常见的还有墨西哥钝口螈（因它们仅在墨西哥中部的霍奇米尔科湖和泽尔高湖这两个湖泊之中有所分布）、大钝口螈。萌宠界还喜欢将之称作“六角恐龙”。

它们是蝾螈科中唯一幼体性成熟的两栖类动物。啥意思呢？就是其一直保持幼态，具备极强的再生能力。保持幼体性成熟的钝口螈一般可活10～15年，多的能到25年。

△图片来源于网络

在自然状态下，这个长相奇特的“六角恐龙”并不会进化为蝾螈，如果非得拧着来，硬要逼它们进化，就得使使手段了：要么在给其喂食的过程中添加些甲状腺激素，要么提升水中的碘离子含量。不过，这样做的结果可谓是危害不小，即便人工诱变成功，也会大大缩短它们的寿命的，或将变得只能活四五年了。

说起来，钝口螈还是很老实的，其幼体一生都在水中生活，且在水中进行产卵。它们还有一个“独树一帜”的特征，或者说是莫大的魅力吧，就是体色多变：据不完全统计，全世界有三十来种颜色的钝口螈，最常见的大体是普通体色、黑眼白化种、白眼白化种、白眼金黄体色和全黑体色等五种。

△图片来源于网络

它们还拥有类似于蕨类植物的不封闭腮结构，这与鱼类、蝌蚪倒是很相似。但与众不同的是，钝口螈头部两侧常分布着三根腮，通常呈红色，却也会随着食物的不同而有所改变。

钝口螈的脑神经细胞呈胚胎状，也就是大而圆的样子，且分化程度较低。常被称为巨婴，因为它们的脑部结构简单到甚至连蛙都不如。此外，它们还会利用皮肤来帮助呼吸，继而再将吸入的空气转入肺部。

o2

基因组大小是人类的十倍

作为如此独一无二的钝口螈，它们的基因组有多大呢？起初我们当然是一无所知的，不过自从2018年科学家对其做了测序之后，发现它们的基因组足足有32个G，也就比人类基因组大上十倍。

想必普通人对钝口螈很是陌生，未见过其尊容的应该是绝大多数，不过出于其卓越的复原能力，尤其是受伤后仅用几个月时间就能长出新的脚体，而不是以疤痕形式自愈的“标新立异”之举，使得其被大量科研机构作为很好的再生模型、模式动物来饲养。

有记录表明，它们能够像金刚狼那般，将受伤部位自愈，甚至直接再生出整个重要的器官——心室切了一半都能重新长出来，就问强悍不强悍吧。它们接受外来器官的能力也很强，可谓是将拿来主义做到极致：它们的眼睛、部分大脑等重要器官直接移植后竟可恢复如初，用起来也是得心应手，不服不行。

其实大家都对蝾螈为何拥有如此巨大的基因组而感到不解，但研究来研究去，至今仍是丈二和尚摸不着头脑。猜想自然是不在少数，不过还是没有理出个所以然来。

有研究认为大基因组会使再生变得容易起来，毕竟，咱先天的遗传储备更为充足不是？各种拥有“特异功能”的基因也更为全活不是？

2018年那篇发表在《Nature》上的文章通过对钝口螈全基因组序列的分析，发现虽然它们比人的基因组大上10倍，但深度的转录组学数据表明其编码基因数量与其它物种相比，差别并不大。基因组中多出的大都是存在于内含子区域及非基因区域的重复序列。该研究里还有一项额外研究，借由基因编辑技术提示，演化过程中钝口螈丢失了Pax3基因后，发育关键基因Pax7接替了这部分功能。

而此次华大的该项最新研究，主要解答了钝口螈的再生之谜。我们知道，人类大脑在受伤之后，很难自行恢复，不过钝口螈却可以，原因何在？大脑这么精密的器官，其再生过程中，发生了哪些关键变化，有哪些重要细胞参与？各自又分别行使了哪些功能呢？

这项研究找到了此过程中的关键神经干细胞亚群，在华大自主开发的堪称超广角百亿像素“生命照相机”的时空组学技术Stereo-seq的加持下，研究人员在蝾螈脑发育的6个重要时期，不断按快门，持续“拍摄”高精尖的“照片”。这一组组“照片”让人们得以一窥蝾螈脑发育的每一个重要帧。

△蝾螈大脑恢复过程

△华大小伙伴设计的展示图

无疑，研究蝾螈脑再生过程及机制，发现其中的关键基因，定将为人类神经系统损伤或退行性疾病的修复提供重要指导。

△“六角恐龙”项目主要负责人 顾颖博士 徐讯博士

友情小贴示

1.这货很能吃。在野外常以鱼虾为食，且饭量惊人，有多少吃多少，活脱脱一大胃王。成年后，会有排锋利牙齿，体长能到近半米，体重能达10公斤以上。届时就是见鱼吃鱼，见龟吃龟，堪称无鱼能敌，连强者水蛇见了它们都得避让三分。

△图片来源于网络

2.这货并不贵。六角恐龙价格波动算较大的，不过总体说来算不上贵。影响其价格的因素主要是品相。大多在一二十元。如果品相比较好比较纯，价格往往在一两百。

△某宝上搜索到的“六角恐龙”价格

— THE END —