于南美洲发明的一种肺鱼是迄今测序的拥有最年夜基因组的植物。8月14日，一项揭晓在《天然》的研究显示，美洲肺鱼的DNA包罗了惊人的910亿个化学碱基，是人类基因组的30倍。

然而，这910亿个碱基只包罗与人类不异数目的基因——约莫2万个，其余都长短编码的，以至多是“垃圾”DNA。

此外，经由过程将美洲肺鱼基因组与其他肺鱼的基因组举行比力，研究职员确定，美洲肺鱼每一1000万年向其DNA中增添相称在人类基因组的基因组。

美洲肺鱼。图片来历：KATHERINE SEGHERS/LOUISIANA STATE UNIVERSITY

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没有介入这项事情的乌拉圭共以及国年夜学进化遗传学家Graciela Garcia说：“这是迄今为止于植物中报导的最年夜基因组。”他研究过鳉鱼的基因组，它们也有许多非编码DNA。

肺鱼有时被称为“活化石”，是一种呼吸空气的总鳍鱼类，与所有脊椎植物最陈旧的配合先人最为相似。自2018年以来，德国维尔茨堡年夜学进化生物学家Axel Meyer、Manfred Schartl以及同事始终致力在破译来自三年夜洲的肺鱼基因组，以更好地相识脊椎植物的进化。

他们起首对于Australia肺鱼的鳍骨举行了测序，这些鳍骨与人类四肢以及其他陆地震物的鳍骨相似。然后，他们转向非洲肺鱼，它的肢骨年夜年夜削减了。此刻，他们研究了美洲肺鱼，它的鳍也变小了，基因组是Australia以及非洲同类的两倍。

这个重大的基因组中包罗了生物体的基因，用4种差别的化学“字母”，即核苷酸或者碱基编写的卵白质指令，和有效的RNA编码。但美洲肺鱼绝年夜大都基因组是由其他工具构成的——被称为转座因子的反复片断，它可以自我复制，并将这些正本插入DNA中。

研究职员发明，美洲肺鱼约莫90%的基因组由这些“自私”序列构成，而人类基因组的这一比例约为40%。

肺鱼基因组是怎样被反复DNA搞患上云云杂乱的？研究职员将其与其他脊椎植物基因组举行比力后发明，它的生长不受节制，由于南美洲以及非洲的肺鱼掉去了要害基因，而恰是这些基因的RNA以及卵白质产品按捺转座因子。

“这对于植物来讲必然是一个伟大的价钱。”Meyer说。一条肺鱼的19条染色体中，除了了一条外，其余的都以及整小我私家类基因组同样年夜。以是复制这些DNA需要许多能量，包裹它的细胞核以及细胞也必需更年夜。

Garcia暗示，更年夜的基因组有时可以帮忙生物体顺应不停变迁的情况。当转座因子落于基因中或者四周时，它们可以转变该基因的活性，这于适量的前提下多是有利的。这些可变的DNA基因以至可以彻底成为新基因的“饲料”。

然而，假如没法调治确保生物体保存威力的基因，它也可能成为达摩克利斯之剑。是以，今朝尚不清晰为何美洲肺鱼没有进化出节制这些所谓“跳跃基因”散布的新要领。Meyer说：“这是被进化遗忘的鱼类。”

美洲肺鱼的基因组其实不是所有生物中最年夜的。这个头衔近来被授予了承平洋新喀里多尼亚岛上一种拥有1600亿个碱基的蕨。奥利地因斯布鲁克年夜学进化生物学家Claus Peter Stelzer则但愿对于石花肺鱼基因组举行测序，以及美洲肺鱼一决胜败。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07830-1