信号输出基因：揭示脊椎动物进化的神秘关键

圣安德鲁斯大学的新研究发现了一个关键的环节，揭示了所有脊椎动物（包括哺乳动物、鱼类、爬行动物和两栖动物）的进化过程。在发表在BMC Biology的论文中，研究人员发现了一种有趣的基因演化模式，这对脊椎动物的进化起源和多样化似乎具有重要意义。

所有动物都有主要信号传导通路，细胞之间用来相互沟通，这些通路控制胚胎和器官的发育等过程。信号通路是动物发育的基础，同时也是导致疾病突变和药物开发的主要靶点。

这些信号通路底部的蛋白质 是至关重要的，因为它们控制着最终的信号输出，就像交通系统一样，引导细胞做出特定反应和基因表达。

研究人员在海鞘、七鳃鳗和一种青蛙中进行了新的基因测序研究。他们发现，这些基因负责制造这些信号输出蛋白质，以独特的方式进化。

海鞘是一种无脊椎动物，它在无脊椎动物向脊椎动物转变的过程中起到了重要的作用。七鳃鳗是脊椎动物中的一个早期分支，这表明无脊椎动物向脊椎动物的转变确实发生过。

研究人员使用了 长分子DNA测序，在这些特定动物中，长分子测序从未用于分析其表达的基因。因此，研究人员首次能够准确描述这些基因在脊椎动物发育中产生的转录本和蛋白质的真实范围。

与无脊椎动物海鞘不同，七鳃鳗和青蛙从个体信号输出基因组中产生了更多不同形式的蛋白质，相比其他类型的基因。

脊椎动物进化中的这个显著变化非常引人注目。考虑到这些信号通路在动物决定制造何种类型的细胞、组织和器官中的重要性，这些蛋白质很可能在让脊椎动物（有脊椎的动物）与无脊椎动物有所不同并变得更复杂方面发挥了重要作用。

研究的主要作者，生物学院的戴维·费里尔教授说：“我们感到非常惊讶，这一小部分特定基因的表现与我们研究的其他基因相比，显得格外突出。弄清这些不同的蛋白质形式如何以不同方式运作，从而产生我们现在在脊椎动物中看到的细胞类型多样性，令人兴奋。”

这些多样的蛋白质变异不仅揭示了我们以及大多数其他脊椎动物是如何进化的起源，而且对未来理解这些蛋白质和通路在疾病管理中的应用也非常重要。

更多信息： Nuria P. Torres-Aguila 等，长读序列测序揭示了在无脊椎动物向脊椎动物过渡的过程中细胞间信号传导中关键转录因子效应子的异构体多样性增加，BMC Biology (2026)。 数字对象标识符（DOI）：10.1186/s12915-026-02522-w