非洲蓝绿鳉糊口于津巴布韦以及莫桑比克的小水洼里。为了渡过每一年的雨季，鳉鱼胚胎会进入一种极度的假逝世状况或者约莫8个月的滞育期。此刻，研究职员发明了鳉鱼进化出这类极度保存状况的机制。相干研究近日揭晓在《细胞》。

只管鳉鱼于不到1800万年前就进化出了滞育，但它们是经由过程选择发源在4.73亿年前的陈旧基因来做到这一点的。经由过程对于比阐发，研究小组发明，家鼠等其他植物于滞育期也有近似的非凡基因表达模式。

“整个历程就像白日以及黑夜同样——生命既可以处在一般状况，也能处在滞育状况，这是经由过程重组或者重写一整套基因的调控区域来实现的。”论文通信作者、美国斯坦福年夜学份子生物学家Anne Brunet说。

非洲蓝绿鳉的成熟速率比其他任何脊椎植物都要快，纵然于圈养情况下，成年鳉也只能活6个月摆布。于它们的水栖家园消散以前，这类鱼会迅速孳生，但胚胎会被留于干燥的土壤里，并预备于来岁旱季到来时孵化。胚胎滞育也发生于其他脊椎植物物种中，包孕鱼类、爬虫类以及一些哺乳植物，但鳉鱼的滞育很是极度，由于它连续时间很长——平均8个月，试验室情况中最长可达2年，并且胚胎于发育历程中进入假逝世状况的时间比其他植物晚患上多。

“鳉鱼滞育约莫于胚胎发育的中期，于这个阶段，很多器官已经经造成了——它们有一个发育中的年夜脑以及一个于滞育期住手跳动然后会从头最先跳动的心脏。鳉鱼是咱们所知道的独一一种可以于发育患上云云晚的时辰履历滞育的脊椎植物。”论文第一作者、美国加州年夜学旧金山分校的Param Priya Singh说。

为相识滞育的进化，该团队起首表征了非洲蓝绿鳉差别发育阶段的基因表达。他们存眷了旁系同源基因的复制基因，由于基因复制是新基因孕育发生以及特化的重要机制之一。整体而言，研究职员确定了6247对于于滞育期体现出非凡基因表达模式的平行对于。使人惊奇的是，他们预计年夜大都滞育特同性基因都是“很是陈旧的”旁系同源基因，发源在4.73亿多年前。

“只管滞育的进化相对于较晚，但滞育特同性基因确凿很陈旧。”Brunet说，“咱们发明，鳉鱼的年夜大都此类基因都长短常陈旧的旁系同源基因，这象征着它们于所有脊椎植物的配合先人中都有复制。”

因为滞育也发生于其他品种的鳉鱼中，研究职员比力了非洲蓝绿鳉、一样履历滞育的南美鳉以及两种不履历滞育的红纹鳉以及琴尾旗鳉胚胎的基因表达。成果发明非洲蓝绿鳉以及南美鳉的基因表达模式有较着的堆叠，虽然这两种鳉鱼各自自力地进化出了滞育，不外于两种非滞育物种中却没有。此外，研究职员还于家鼠胚胎滞育期的基因表达模式中发明了显著的相干性，并发明家鼠���的滞育特同性基因也有很是陈旧的发源。

Singh说：“这注解，于近亲物种的滞育进化中，使滞育成为可能的不异机制曾经被重复接纳。”

接下来，研究职员摸索了这些滞育特同性基因于鳉鱼体内是怎样被调治的。他们确定了REST以及FOXO3等几个要害的转录因子，这些转录因子节制着滞育期基因表达模式的转变。并且，REST以及FOXO3已经知于哺乳植物的蛰伏（一种差别情势的假逝世）时期表达。值患上留意的是，这些调治基因中有几个介入脂质代谢，后者于滞育期具备怪异的特性。

“滞育的要害要素之一是这类非凡的脂质代谢。”Brunet说，“于滞育时期，生物体的甘油三酯以及长链脂肪酸程度好像要高患上多，这是一种贮存情势，也可能有助在持久掩护生物体的细胞膜。”

研究职员规划继承研究差别物种怎样调治滞育，并深切研究滞育以及其他类型的假逝世状况下的脂质代谢的作用。

Singh说：“这是一个繁杂的问题，我以为咱们只是涉及了外貌。咱们但愿更深切地相识滞育时期脂质代谢是怎样调治的，咱们也但愿研究滞育时期特定细胞类型的作用。”

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非洲蓝绿鳉。作者供图

相干论文信息：

http://doi.org/10.1016/j.cell.2024.04.048

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