厄尔汉姆研究所 在坦桑尼亚和桑给巴尔群岛采集慈鲷鱼组织进行基因组和转录组测序
对罗非鱼和鲵鱼进行取样，进行驯化和适应基因组特征的相关研究
荣誉:厄勒姆研究所的格雷厄姆·埃林顿博士和塔朗·梅塔博士 基因重组可能导致了鱼类的形状、大小和适应性的进化爆炸，这是东非对达尔文加拉帕戈斯雀的回答
厄尔汉姆研究所(Earlham Institute)与东安格利亚大学(UEA)和威斯康星发现研究所(Westing Institute for Discovery)的合作者在《英国医学委员会基因组生物学》(BMC Genome Biology)上发表的一项研究表明，非编码区的“基因重组”——而不是基因蛋白质编码区的突变——可能在慈鲷鱼如何能够快速适应东非裂谷湖中大范围的环境生态位方面发挥重要作用。
这一结果将有助于未来的研究，以改善经济上重要的鱼类品种的养殖，如罗非鱼——水产养殖中的主食
达尔文著名的雀是通过自然选择，特别是适应性辐射进化的最著名的例子之一
他在加拉帕戈斯群岛观察到的鸟类在喙上有差异，可以匹配它们特定的进食习惯——无论它们吃大的还是小的种子、昆虫，甚至使用工具寻找食物
令人惊讶的是，在加拉帕戈斯群岛花了200-300万年才进化出14种雀鸟，仅在马拉维湖就进化出大约1000种慈鲷
“在东非的五大湖区，在过去的几百万年里，一些鱼的祖先谱系已经独立辐射并产生了2000多个物种——我们仍在寻找新的物种，”第一作者Dr
塔朗·梅塔，教育国际研究所哈尔蒂小组的博士后科学家
“它们占据了湖泊、河流甚至沼泽中非常多种多样的淡水生态位:包括沙质基质、泥土、岩石和植物底部
因此，它们都适应这些地区不同的饮食习惯和生态位
" 通过观察东非河流和大裂谷湖泊中五个代表性物种不同慈鲷组织的基因表达，研究小组发现了几种与慈鲷适应性相关的重要基因的进化重组
这种影响在鱼类的视觉中尤为突出
“我们发现大多数重新布线的基因与视觉系统有关，”博士解释说
梅塔
“本质上，如果你观察我们在研究中使用的不同种类的鱼，你会发现视蛋白基因调控网络的主要差异，视蛋白基因用于视觉，取决于它们生活的地方和吃的东西
“例如，马拉维湖的岩栖物种，M
斑马，以吸收紫外线的浮游藻类为食
这通常需要增加特定视蛋白SWS1的表达，这有助于提高对紫外线的敏感性
这很好地解释了为什么它在SWS1周围有一个比坦噶尼喀湖更复杂的监管网络
brichardi，不共享相同的饮食或栖息地
" 有了一些感兴趣的基因，研究小组在实验室里证实了这些基因调控差异背后的机制
从细微的尺度来看，他们发现了基因起始处调节区的DNA序列的微小变化，这对物种间的性状差异很重要，包括视觉系统
不是基因本身被修饰，而是被转录因子靶向的被称为结合位点的脱氧核糖核酸区域——决定基因是打开还是关闭的蛋白质
通过这种方式，可以说不同种类的鱼的视觉系统为不同的功能“重新布线”
更进一步，研究小组能够证明这些变化可能普遍与马拉维湖的慈鲷鱼有关，饮食和依赖生态的重新布线表明转录因子结合的变化可能是微调视觉灵敏度的关键
根据这一特性，慈鲷似乎利用一系列遗传机制来产生表型上的新颖性。然而，在慈鲷鱼中，调节系统的“修补”似乎比以前发现的更普遍
这种进化的可塑性可以很好地解释在相对较短的时间内，物种在如此小的区域内爆发的原因
“这是一个概念证明，”博士说
梅塔
“随着更多数据的出现，我们将能够从每一种不同辐射的代表性分支中深入观察这一点，不仅在马拉维湖，在坦噶尼喀湖、维多利亚湖，甚至在南美洲的一些慈鲷科动物中
" 美国大学生物多样性教授费代丽卡·迪·帕尔马教授说:“我们已经发布了大量的表达数据，这将有助于进一步研究慈鲷类的适应性辐射
我们现在正在通过全基因组CRISPR筛选破译这些顺式调控区的复杂性
“我们的调控基因网络方法的更广泛影响也将有助于为罗非鱼的农业重要性状的进化提供信息，如生长率和对不同当地水条件的耐受性，以及一般水产养殖和渔业
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