最新一期《科學(xué)(Science)》雜志以研究長文發(fā)表中國農(nóng)科院特產(chǎn)研究所特種動物營養(yǎng)與飼養(yǎng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合西北工業(yè)大學(xué)、蘇州大學(xué)、挪威生命科學(xué)大學(xué)、中國科學(xué)院等，揭示馴鹿適應(yīng)北極環(huán)境分子機(jī)制的論文，對此前一直不為人知的馴鹿為何適應(yīng)極晝和極夜環(huán)境、為何雌性也會長角，以及為何是目前唯一被馴化的鹿科動物等，作出令人贊嘆的解釋。這是同期《科學(xué)》發(fā)表的3篇反芻動物基因組研究計劃研究長文之一。

該項(xiàng)研究在前期同一團(tuán)隊(duì)公布的馴鹿參考基因組基礎(chǔ)上(Li等，GigaScience, 2017)，基于反芻動物基因組計劃的另外兩篇論文數(shù)據(jù)，通過人工選擇信號分析，發(fā)現(xiàn)馴鹿維生素D代謝通路中的兩個關(guān)鍵基因(POR和CYP27B1)受到了強(qiáng)烈的自然選擇，而且這兩個基因所編碼酶的活性比山羊和狍子高很多，這可能使得馴鹿對鈣的吸收能力大大增強(qiáng)。脂蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)(APOB)和脂質(zhì)合成(FASN)的兩個重要基因在馴鹿中也發(fā)生了突變，這兩個基因在北極熊和企鵝脂肪代謝進(jìn)化研究中也有報道，表明了不同極地動物能量代謝經(jīng)歷趨同進(jìn)化。馴鹿的節(jié)律通路中的核心調(diào)控基因(PER2)發(fā)生了馴鹿特異性的突變，導(dǎo)致PER2基因與另一個節(jié)律核心基因(CRY)無法結(jié)合，使馴鹿喪失了晝夜節(jié)律分子鐘，從而能適應(yīng)北極極晝和極夜的環(huán)境。研究還發(fā)現(xiàn)，馴鹿的一個角生長關(guān)鍵基因(CCND1)上游增加了一個雄性激素受體結(jié)合區(qū)域，這可能使得馴鹿在更低的雄激素水平下能促成雌性馴鹿長角。最后，研究發(fā)現(xiàn)馴鹿中與神經(jīng)嵴細(xì)胞發(fā)育、遷移和分化相關(guān)的基因受到了選擇、快速進(jìn)化或特異性突變，而神經(jīng)嵴細(xì)胞被認(rèn)為是馴化的關(guān)鍵因素，這很可能是馴鹿溫順的原因。

該研究結(jié)果為維生素D對鈣沉積影響、生物鐘調(diào)控治療人類睡眠障礙等一系列人類健康問題的解決提供了重要線索。(記者 瞿劍)