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七鳃鳗sea lamprey是一种有脊椎的鱼，是古代脊椎动物的代表，其分支约形成于五亿年前。现在，科学家们首次对七鳃鳗进行了全基因组测序，并将结果发表在Nature旗下的Nature Genetics杂志上。海洋生物实学验室MBL的研究人员发现，七鳃鳗基因组中存在一些与人类神经障碍有关的基因，包括阿尔茨海默症、帕金森症和脊髓损伤。
“这意味着七鳃鳗可以作为理想的分子模型，推动我们对人类神经退行性疾病和神经障碍致病机制的理解，” MBL的Jennifer Morgan说。她研究的最终目的是，确定脊髓受损时出现的问题，并想办法校正相关缺陷，使神经系统重获正常功能。
与人类不同，七鳃鳗神经系统的再生能力特别强。即使切断七鳃鳗的脊髓，其受损神经细胞仍然能够再生，在10至12周内七鳃鳗就重获游泳能力。
自2009年以来，Morgan及其同事就在研究七鳃鳗脊髓受伤后的恢复过程。七鳃鳗大脑和脊髓中的神经元较大，而且都已被鉴定过了，这也使七鳃鳗成为在单细胞水平上研究再生的理想模型。
MBL研究团队与密歇根州立大学Weiming Li和肯塔基大学Jeramiah Smith领导的59位研究人员合作，在Illumina和罗氏454平台上完成了七鳃鳗的首次全基因组测序，并进行了高质量装配。七鳃鳗测序并不容易，因为其基因组中含有大量的重复片段，GC含量也很高，此外七鳃鳗也没有什么已测序的近亲可供参考。
与人类不同的是七鳃鳗没有髓鞘，髓鞘包围着神经元能够更快的传导神经冲动。然而，研究人员发现，一些通常在髓鞘中表达的基因也在七鳃鳗中得以表达。当人体脊髓受到损伤后，髓鞘相关分子会抑制神经再生。“许多脊髓受损研究的焦点，都是中和这些抑制性的分子，” Morgan说。
“这就出现了一个有趣的问题，” Morgan说。“这些髓鞘相关基因在不含髓鞘的动物中有什么用呢，更何况这种动物的再生能力还很强。这一发现，引发了一系列吸引人的问题。”对这些基因进行研究，可以帮助人们理解为何人类在很久以前丧失了神经再生能力，以便寻找重获这一能力的途径。
现在Morgan及其同事正致力于分析，在七鳃鳗脊髓受伤后的再生过程中，哪些基因得以表达以及这些基因何时表达。这类研究将大大加速阿尔茨海默症、帕金森症和脊髓损伤的药物研发，而七鳃鳗的全基因组测序为此提供了宝贵信息。
（生物通编辑：叶予）