12月25日,我省专家自豪地向世界宣布:世界首部高原濒危物种——藏羚羊基因组序列图谱绘制完成。专家们是如何取得如此成果?藏羚羊身上究竟藏着哪些秘密?记者采访了相关专家。
●藏羚羊身上秘密多
藏羚羊是生长在高海拔严酷环境下的动物,是我国青藏高原特有的物种,它在喜马拉雅造山运动形成的封闭环境中经历了数百万年的演变和进化历程,不仅未受物种迁徙和人工选择的影响,还具有令其他动物望尘莫及的抗缺氧、耐高寒和擅长奔跑等特异功能。
藏羚羊的这些绝世本领是天生的,还是出生后在极端环境下慢慢练就的?青海大学副校长格日力说,藏羚羊一到低海拔地区就很快死亡。科研人员经过大量工作,目前已初步得到了一些惊喜的发现:
发现一:藏羚羊之所以能在高海拔地区奔走如飞,原来身上藏着4个“喷气式”气囊。科研人员在对藏羚羊身体结构全面研究过程中惊奇地发现,它除前体两侧的皮下藏有两个气囊外,臀部两侧还有两个较大的气囊。“藏羚羊跑起来有点像喷气式飞机。”格日力推测,藏羚羊奔跑时,4个气囊会喷出大量气体推动身体前移。
发现二:生理和形态完全不同于其他动物,可能是藏羚羊抗缺氧和耐高寒的秘密武器。科研人员通过对藏羚羊生理、基因研究和测序后发现,它的肺部明显大于其他高原动物,染色体除高达30对外,基因组大小与人类的相似(约2.8Gb,包含约2.4万个基因),如果将它的基因组序列书写出来,书的厚度有384米。除肺活量大、基因丰富使藏羚羊具备了抗缺氧和耐高寒等功能外,一身柔软的皮毛也起到了一定的保暖作用。
发现三:特别基因导致藏羚羊的绒毛特别柔软。藏羚羊的绒毛为何那么柔软而保温?科研人员经过对大量基因初步测序,已发现了两个重要基因。
●新发现有望形成一个新产业
藏羚羊基因组序列图谱绘制完成,会给人类带来哪些福音?中国科学院杨焕明院士给出这样的答案:“一个基因组的完成,预示着一个新产业即将诞生!”
杨焕明表示,在此之前我国曾对人类、水稻和熊猫及家禽等开展了基因组研究,使我国的基因研究得以跻身世界前沿,特别是水稻基因研究的完成,目前形成了一个巨大的产业。在此之前,我国虽然成功地完成了“国际大熊猫基因组计划”,并取得了很大的成就,但与藏羚羊基因研究相比,科研和社会价值明显低了许多。他说:“随着青藏铁路通车和青海知名度的提高,目前来青海旅游、投资的人越来越多,对藏羚羊实施基因研究,不仅为更好地保护藏羚羊提供了科学依据,更重要的是一系列重大发现,将为破译慢性高原病发病机制、根本解决高原人生存状况问题和高原经济发展及带动其他产业发展等发挥重大的作用。”
当日,记者从格日力口中获得一个令人振奋的消息,目前,科研人员已发现两个导致藏羚羊绒毛特别柔软的重要基因,如果将这两个基因植入山羊、绵羊等普通羊类身上,这些普通羊类有可能长出与藏羚羊同样的绒毛。格日力表示,接下来科研人员将以此次研究成果为平台,通过对基因组、特异性遗传突变位点图谱等全面比较和分析,力争让发现的重要功能基因用于克隆,新基因的遗传得到转化和应用。这就意味着,随着对藏羚羊基因研究的进展,让普通羊变成“藏羚羊”的可能性很大。
●为了这一天,他奋战了七年
藏羚羊基因组序列图谱绘制完成,不仅破解了一些藏羚羊高原机理难题,也填补了藏羚羊基因研究的世界空白。“事实证明,我当年选择回到家乡工作是正确的!”面对接踵而至的荣誉和祝贺,格日力说,为了这一天,他和同事们默默奋战了七年。
2001年,从事低氧生理和高原医学研究二十余年的格日力回国后,虽然借助青藏高原得天独厚的科研条件,在高原病医学研究和建立国际慢性高原病诊断标准等方面取得了很大成就,但由于缺乏高层次的基础理论和原始创新性研究,与国际先进技术相比仍有一定差距。正在考虑如何高层次开展科研工作时,藏羚羊等一大批青藏高原独有的动植物进入了他的视线。
2002年,格日力争取到了国家自然科学基金委员会重大项目《藏羚羊高原适应的生物学机制研究》课题,在国际上率先对藏羚羊展开系统的研究。2006年5月,格日力经过一个多月的筹备,在可可西里国家级自然保护区不冻泉保护站,建起了我国海拔最高的高原医学科研基地。今年4月下旬,格日力经多方争取,与深圳华大基因研究院的专家联合启动“世界三极”动物基因科研项目,开始着手对藏羚羊系统地研究。尽管启动藏羚羊基因科研项目时,昆仑山上寒风刺骨,积雪深达60厘米,但格日力为了搜集第一手科研素材,在海拔五千多米、气温零下20摄氏度的环境中滚爬了近十天。返回西宁后,他又会同深圳华大基因研究院的专家,日以继夜地对藏羚羊基因全面分析,并于近日顺利完成藏羚羊基因组序列图谱的绘制。(作者:龙腾飞)