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研究首次提出反刍动物的角有相同细胞起源

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中新社西安6月21日电 (记者 田进)牛、羊、鹿为什么有角?学术期刊《科学》杂志21日在线刊发研究论文,从遗传学角度首次提出反刍动物的角具有相同的细胞起源——头部神经脊干细胞,其发育过程利用了基本相同的基因调控通路,为反刍动物角具有单一的进化起源和发生发育机制提供了证据。

姜雨和研究生们在工作。 靳军 摄

姜雨和研究生们在工作。 靳军 摄

西北农林科技大学21日透露,论文《反刍动物角发生发育和鹿茸快速再生的遗传基础》,由该校动物科技学院教授姜雨研究团队与西北工业大学等9家国内外单位合作完成。

研究发现,牛、羊、鹿头部长有角,牛羊的角与鹿的角从遗传发育上有何异同?其实它们都属于反刍动物的有角下目,是现存唯一一类头颅上有骨质附属物的哺乳动物,这个附属物就是角。

有角下目的不同动物类群会有各自独特形态的角,如长颈鹿科的角由仅被皮肤和毛发覆盖的骨突组成;牛科的角也有一个骨质的核心,但被一个角质鞘所覆盖,其为终生生长,不分叉也不能再生;而鹿科动物的角则周期性脱落,每年再生一次,在生长阶段时被称为鹿茸,它的生发组织在鹿茸上方,所以会分叉生长。生长停止后,鹿茸会钙化为鹿角,也没有角鞘。部分有角下目的动物还会不长角,比如麝和獐子。

通过比较不同类型的反刍动物基因组和多达270个转录组,研究人员发现,羊角和鹿茸具有相似的基因表达模式,其特异高表达的基因主要募集来自在骨、皮肤、脑和睾丸组织表达的基因。这些角组织特异高表达基因,连同一些快速进化基因都参与了神经脊细胞迁移通路,从而从遗传学角度首次提出反刍动物的角具有相同的细胞起源——头部神经脊干细胞。

该研究为反刍动物角具有单一的进化起源提供了遗传学证据,也为无角牛、羊的育种提供了理论基础,并为通过基因编辑手段生产无角牛羊提供了关键靶基因。


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