The Innovation Life | 比较基因组学揭示鲸类免疫基因的精简化演化

背景：鲸类约5500万年前由陆生偶蹄目祖先重返海洋，演化出独特的水环境适应机制，但其免疫系统如何适应水生环境尚不明确。研究目的：本研究通过比较基因组学分析，聚焦主要组织相容性复合体（MHC）这一关键免疫基因区域，探究鲸类免疫基因在水环境中的适应机制。结论：研究发现，鲸类入水后MHC区域总长缩短约30%，重复序列如RTE-BovB转座子大幅精简，基因密度增加，表明免疫系统发生了“轻量化改装”。Class II基因在入水初期率先演化以抵御体外抗原，Class I基因在后期物种分化阶段发挥作用促进生态位分型。在中华白海豚中，DR、DQ等基因高度多态性以适应近岸病原环境，而LTB基因收缩与正选择并存体现了质比量重要的策略。研究还发现扩张基因富集于氮化合物代谢负调控功能，收缩基因涉及嗅觉传导，反映了针对低氧潜水和水中嗅觉无用的环境特异性调整。结论表明，海洋生态系统的相对稳定性减轻了自然选择压力，鲸类通过免疫基因精简和功能调整成功适应水生环境。