揭示鹫类食腐而自身不生病机理
来源：《中国科学报》2021-05-10 10:44
研究中的两种鹫类（A. 高山兀鹫；B. 胡兀鹫）和一种外群鸟类（C. 大鵟）。课题组供图
武汉大学对口支援西藏大学青年科研团队——生命科学学院教授赵华斌课题组，就西藏天葬鸟食腐肉而不生病和天葬鸟基因组的遗传多样性，与西藏大学合作进行了研究。近日，《分子生物学与进化》在线发表了最新研究成果。
全世界共有22种鹫类，均为大型猛禽，在我国主要分布于青藏高原、西南和西北边境地区，是脊椎动物中唯一的专性食腐动物，被誉为“自然界的清道夫”。通过高效清除动物尸体，鹫类成功遏制了其他食腐动物（鼠、苍蝇等）种群的快速增长，并阻断了病原微生物传播，如狂犬病、炭疽和鼠疫。然而，近几十年，鹫类生存现状备受威胁：22种鹫类中，16种（73%）面临灭绝风险，17种（77%）种群数量持续下降。鹫类俨然已成为鸟类中最为濒危的类群之一。
赵华斌课题组对两种鹫类（高山兀鹫、胡兀鹫）和一种外群鸟类（大鵟）进行了全基因组测序，通过对22个胃酸分泌通路基因进行选择压力分析和趋同分析，找到了3个经历强烈自然选择的关键基因ATP4B、CFTR和SLC26A7。通过比较分析10种鸟类的非编码区保守序列（CNEs），发现SLC26A7基因内含子区域两个CNE在两种鹫类中均发生了加速进化。这些发现拓宽了人们对鹫类高胃酸特性在腐食适应中的认识。
通过全基因组范围蛋白编码基因的进化分析，他们发现PIGR基因在分泌型免疫球蛋白的分泌过程中起着重要作用。通过对高山兀鹫、胡兀鹫、红头美洲鹫的趋同分析，他们发现3个重要基因EPCAM、JCHIN及STING发生了趋同的氨基酸替换，它们均参与肠胃黏膜防御过程。此外，研究人员还发现鹫类免疫基因进化速率显著高于其他食性鸟类，证实了鹫类免疫系统在食腐适应过程中获得了强化的疾病防御能力。
结合之前发表的鸟类基因组数据，研究人员比较了51种鸟类的基因组杂合度，发现鹫类基因组杂合度远远低于鸟类平均水平，揭示人类活动以及自然环境的变化可能严重影响鹫类的生存。专家提示，保护鹫类，刻不容缓。温才妃