厦门/牛津，2026年6月10日 — 厦门大年夜学生命科学学院李光传授团队与牛津大年夜学生物系Sebastian Shimeld传授团队合作，在国际顶级学术期刊Nature揭橥最新研究成果，初次体系说清楚明了全基因组复制(Whole-genome duplication, WGD)在脊椎动物大年夜脑细胞类型演变中的关键感化。该研究为上世纪70年代提出的经典"2R假说"供给了直接的细胞程度证据。

该研究对文昌鱼、七鳃鳗、蜥蜴、小鼠和人共 5 种不合脊索动物的大年夜脑细胞类型演变开展了体系比较分析，发明全基因组复制(whole-genome duplication, WGD)保存下来的基因(ohnologues)对脊椎动物大年夜脑细胞类型多样化产生具有重要感化，并且发明这种推动感化不只产生在脊椎动物来源早期，在后期脊椎动物大年夜脑细胞类型演变中持续发挥感化。

核心发明：WGD是细胞类型立异的主力军研究成果注解，全基因组加倍产生的同源复制基因(ohnologues)在脊椎动物神经细胞类型的演变中发挥了远比小范围基因复制更为重要的感化，尤其是第一次WGD产生的同源基因供献最为明显。很多在脊椎动物中具有保守核心转录因子法度榜样的细胞类型家族，并未与作为外群的文昌鱼表示出一对一的同源性，暗示这些细胞类型是在WGD之后才出现并多样化的。Ohnologues 对细胞类型进化供献大年夜于 SSD基因家族成员

机制解析：剂量选择与亚功能化驱动为了商量同源基因若何推动细胞类型立异，研究团队猜测了祖先细胞类型的状况，并对大年夜胶质细胞等进行了实验验证。成果注解，WGD产生的冗余基因为细胞类型的“复制与分化”供给了原材料。这些保存的同源基因重要经由过程两种方法被从新应用：一是剂量选择，即保持关键基因的表达程度以适应新的细胞功能需求;二是亚功能化，即祖先基因的功能被两个拷贝分担，各自精细化调控不合的下流通路。

整体而言，本研究初次将单细胞转录组技巧与脊椎动物 WGD 演变假说深度结合，弥补了基因组加倍与细胞类型演变之间的研究空白，完美了经典 2R 演变假说。研究清楚区分了两类基因复制的功能差别，解析了剂量选择、亚功能化等核心分子机制，建立了 “基因复制 — 单细胞表达分化 — 细胞类型立异 — 器官复杂化” 的完全演变链条。同时，本研究形成的跨物种单细胞比较演变研究范式，也为动物演变、神经发育、比较基因组等范畴供给了重要参考。

单细胞测序凭借高通量、单细胞级分辨率解析生物动态过程的才能，改革了细胞异质性相干研究体系。该技巧早期重要应用于哺乳动物模式生物体系，近年技巧冲破推动其拓展至生态与进化研究中极具代表性的低等脊椎动物(以鱼类为核心)及各类无脊椎动物。

本研究采取比较进化生物学、单细胞多组学、生物信息学分析、分子功能验证相结合的综合研究体系，以单细胞转录组为核心技巧支撑，从细胞图谱构建、同源基因剖断、演变模型验证、体内功能实验多个层面开展研究。

这类非哺乳动物物种演变出独特的细胞构造与分子调控适应机制，是解析个别发育、免疫应答、造血分化、情况钳制适应等核心科学问题的幻想模式生物。寻因生物已沉淀大年夜量水产类单细胞测序样本数据，伴随水产相干细分研究偏向持续深耕，可周全支撑水生生物进化、水产免疫、养殖抗逆等前沿课题研究。

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Tags： Nature｜厦大李光团队合作系统比较分析人、小鼠、蜥蜴、七鳃鳗和文昌鱼等脊索动物大脑细胞类型演化