必威精装版app西汉姆联 研究員康樂研究員領導的進化生態學研究組在昆蟲特有蛋白的鑒定中取得突破性進展。他們通過分析完全變態與不完全變態昆蟲的基因組信息，並與其他真核生物的基因組信息進行比較，鑒定出51種昆蟲特有蛋白，包括與環境脅迫和感受刺激相關的蛋白、表皮蛋白和氣味結合蛋白等，揭示了昆蟲在環境適應與信息交流方麵的獨特特征。相關論文發表在國際著名基因組學雜誌BMC Genomics上。

昆蟲是世界上種類最多的高等生物類群，據估計世界上昆蟲種類大約有100多萬種。研究昆蟲的基因組和蛋白質組學對生物多樣性、農業和人類健康等具有重要意義。昆蟲種類的多樣性、行為和生理的多樣性以及遺傳的多樣性在生物界中都是最高的，昆蟲多樣性的分化是對環境的適應和億萬年長期進化的結果。導致昆蟲高度多樣性的原因和內在的遺傳機製並不完全清楚。昆蟲特有蛋白是昆蟲物種分化、行為習性和形態上區別於其他生物種類的重要特征，但到底哪些蛋白屬於昆蟲特有蛋白並不清楚。

這項研究的對象包括不完全變態的飛蝗，完全變態的果蠅、蜜蜂、埃及伊蚊和家蠶的基因組信息，並與主要的真核生物真菌、線蟲、小鼠和人類的基因組進行了細致的比較。“我們成功鑒定了51種昆蟲特有蛋白，其中許多是昆蟲的表皮蛋白和氣味結合蛋白。表皮蛋白與昆蟲的蛻皮、變態等重要生理過程密切相關，而氣味結合蛋白在昆蟲尋找食物與配偶的過程中發揮重要作用，說明在昆蟲的進化與分化過程中，對環境的適應與交流對於塑造昆蟲的形態與生理特征起到了關鍵的作用。”康樂研究員說，這項研究向世人揭示，昆蟲盡管有著豐富多彩的外形和迥異的習性，但是造成這種多樣性的原因，並不像人們原來認識的那樣，即以為原因是昆蟲擁有多樣化的蛋白。

對這些蛋白的基因進行KaKs分析發現，大多數昆蟲特有蛋白有很低的KaKs值，說明這些蛋白在進化過程中突變率低，能夠為昆蟲提供穩定的蛋白質組成。研究中通過比對發現，昆蟲特有蛋白的基因序列具有較少的冗餘，可能也為昆蟲提供了優於其他真核生物的環境適應優勢。“既比較穩定，也比較善於適應環境，昆蟲的特有蛋白確實很有趣。對其功能的進一步驗證，有助於科學家推測昆蟲億萬年來在基因組與蛋白質組方麵的進化過程。我們的研究證明，昆蟲生命形式的多樣性並不是通過增加大量不同的基因實現的。”康樂研究員表示。

國際同行對文章給出了高度評價，他們認為：“作者進行了一項十分值得讚揚的工作，成功鑒定出的昆蟲特有蛋白，對研究昆蟲進化具有重大的創新意義。”“這篇文章十分有趣地研究了昆蟲的核心蛋白，而這些蛋白在哺乳動物、線蟲和真菌中從未被發現過。”“作者推測了昆蟲的基因組和蛋白質組是如何進化的，所有的分析十分細致，文章中的大量數據非常有意義，這是一個非常有趣的論題。”“昆蟲與人類的生活息息相關，每年昆蟲的危害都給農作物生產和人類健康造成很大損失，通過基因組學與蛋白質組學信息分析尋找昆蟲特有蛋白，是發現昆蟲防治新途徑的重要手段，該項研究具有重要的理論價值與實際意義。”