【Science子刊】大多数波士顿龙虾如何保持长寿无癌？新基因组测序揭开秘密！

波士顿龙虾通过逐步蜕皮过程表现出生长，寿命相当长，一般相信此种龙虾可以活超过50年，推测寿命可达100年。与其它十足目甲壳类动物类似，波士顿龙虾的肿瘤疾病鲜有报道，这表明它们的基因组在漫长的生命周期中具有高保真度。它们不会随着年龄的增长而失去力量，不会经历新陈代谢的巨大变化，也不会失去生育能力。他们也终其一生变得越来越大。

据估计，在某个时间点，将近 40% 的人会被诊断出患有癌症，但2008 年的一项跨越 60 多年研究的文献综述发现，波士顿龙虾中只有一个可信的肿瘤生长案例。

为了解波士顿龙虾不会随着年龄的增长而变得虚弱，而且很少患癌症的基因秘诀，研究人员对波士顿龙虾进行了研究。

近日，该研究发表在《Science Advances》期刊上，题为“The American lobster genome reveals insights on longevity, neural, and immune adaptations”。研究人员发表了波士顿龙虾基因组的第一个高质量草图，对动物的免疫系统和基因组稳定性产生了令人惊讶的见解，有朝一日有助于回答有关衰老的基本问题——不仅在龙虾中，也适用于人类。

格洛斯特海洋基因组学研究所 (GMGI) 的研究人员于 2015 年启动了一个项目，对该动物的整个基因组进行测序。但直到 2017 年，该团队使用标准的“短读”技术测序了不到一半的基因组，这种技术一次只能处理龙虾基因组非常小的片段。

到2019年，GMGI的工作已经产生了迄今最完整的龙虾基因组，估计捕获了整个序列的72%。Bodnar、Polinski和来自加拿大、俄罗斯的合作者分析了这些数据——将其与其他7种海洋无脊椎动物的序列进行比较，发现了几十个与神经细胞功能、免疫、基因组完整性和细胞存活相关的基因组被丰富或扩大的例子。

未参与这项研究的美国诺瓦东南大学分子进化生物学家Jose Lopez说，龙虾“与我们非常不同，但人类确实与这些看似非常遥远的动物有许多同源基因”。 研究人员还称这项新工作是“一项巨大的努力”，因为考虑到波士顿龙虾的基因组可能比人类的基因组还要长。

例如，研究人员发现编码多种蛋白质的基因有助于调节离子通过细胞膜（配体—门控离子通道）的运动，甚至还发现了一种新的通道类型。离子通道在许多生理过程中发挥着关键作用，比如神经细胞的放电、免疫细胞识别外来物质。Bodnar说，新发现的离子通道结合了免疫系统和神经系统的典型功能，这表明独特的神经免疫的相互作用，可能有助于波士顿龙虾抵抗疾病。

研究人员惊奇地发现，与哺乳动物和果蝇相比，龙虾几乎没有激活细胞程序性死亡的基因。在大多数动物中，这一过程抑制肿瘤并清除病变细胞。鉴于龙虾几乎从来未得过肿瘤，Polinski 说，研究小组期望找到更多与激活细胞程序性死亡相关的基因。然而，研究人员发现了更多已知的抑制它的基因，这表明龙虾可能依靠其他策略来抑制肿瘤的生长。

Bodnar说：“更多的研究可以帮助解释龙虾是如何几乎无肿瘤的，以及这些经验如何有朝一日为人类所用。人类的寿命已经非常长了，人类生物学的问题在于，我们一生中的大部分时间都在衰退，尤其是在我们的晚年，疾病的发病率在增加。” 她希望从波士顿龙虾基因组中获得的见解中，对新药物治疗或新陈代谢对长寿的作用有新的认识。（转化医学网360zhyx.com）