据一项新的研究披露，成年藏羚羊通过一种不寻常的适应方式克服了高海拔西藏高原的氧气不足：它们的体内永久性地表达着一种血红蛋白（即红血球中的含铁氧转运蛋白）；在其它牛科家族成员中，该蛋白仅在幼年动物或在极端缺氧的情况下才会表达。通过与其它牛科动物的基因组进行比较分析，Anthony Signore和Jay Storz发现，在藏羚羊的祖先中，β球蛋白基因簇的一个有45个碱基对的区域缺失（该区域编码的是成年型血红蛋白），从而导致幼年型血红蛋白（具有更高的氧亲和力）取代了红细胞中的成年型血红蛋白。这些发现揭示了先前在成年山羊和绵羊中记录到的对氧气缺乏的一种可逆反应如何成为原产于海拔3600米至5500米区域范围内的某种哺乳动物基因的永久性固定特征。大部分的牛科动物会表达一种胎儿型血红蛋白异构体（它比成年型异构体的氧亲和力更高），胎儿型血红蛋白能维持氧亲和力差异，从而促使氧气从母体到胎儿的跨胎盘转运。为研究藏羚羊是否及为何演化出在进入成年时仍然表达这种幼年型血红蛋白的能力，Signore和Storz用已发表的基因组汇编对藏羚羊和其它牛科动物的球蛋白基因的基因组构造进行表征；他们观察到，藏羚羊看来继承了含有与牛同样形式的β-球蛋白基因块。研究人员接着评估了不同形式的β-球蛋白基因如何影响了牛科动物的演化史；结果发现，藏羚羊与山羊和绵羊一样遗传了同样三部分的β-球蛋白基因，但其中间的含有βA的基因块（对应于幼年型血红蛋白）后来缺失了。通过体外实验，Signore和Storz证实，藏羚羊血红蛋白确实具有比所有其它牛科动物血红蛋白更高的氧亲和力；这能帮助解释藏羚羊如何能在超过100公里的距离中维持70公里以上的奔跑时速，而它们所在海拔高度的氧分压约为海平面氧分压的一半。
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Journal
Science Advances