一項(xiàng)基因組研究證明，所有Marmorkrebs標(biāo)本或大理石小龍蝦都來(lái)自一名女性。大約30年前，原始克隆在水族館中進(jìn)化而來(lái)。從那時(shí)起，德國(guó)癌癥研究中心(DKFZ)的一位科學(xué)家在當(dāng)前的出版物中報(bào)道說(shuō)，這些雌性動(dòng)物能夠在沒有任何男性幫助的情況下成功傳播。小龍蝦的克隆基因組進(jìn)化也可能有助于解釋腫瘤的過(guò)程。

幾年前，一只獨(dú)自在水族館中繁殖的淡水小龍蝦迷惑了寵物主人和科學(xué)家。這只能通過(guò)一種叫做孤雌生殖的現(xiàn)象來(lái)解釋，這種自然形式的無(wú)性繁殖?，F(xiàn)在，基因組測(cè)序和個(gè)體動(dòng)物的比較研究表明，事實(shí)上，所有標(biāo)本都來(lái)自單一的母螯蝦。Marmorkrebs克隆是一個(gè)獨(dú)立的物種(Procambarus virginalis)，正如遺傳研究所示，它與大約30年前在大沼澤地(Procambarus fallax)中發(fā)現(xiàn)的蛻皮小龍蝦分開。

在目前的出版物中，海德堡德國(guó)癌癥研究中心(Deutsches Krebsforschungszentrum，DKFZ)的Frank Lyko及其團(tuán)隊(duì)證明了大理石小龍蝦的全雌性后代在遺傳上是相同的。Lyko解釋說(shuō)：“我們只能在基因組中檢測(cè)到比人類基因組更大的幾百種變異。這是一個(gè)非常小的數(shù)字。”微小變化可歸因于自然突變。DKFZ研究人員在小龍蝦基因組中計(jì)算了35億個(gè)堿基對(duì)，這使其比人類基因組大7%。

在該研究的另一部分，馬達(dá)加斯加的一位科學(xué)家還研究了小龍蝦能夠通過(guò)孤雌生殖在野外傳播的程度。其巨大的繁殖成功讓科學(xué)家感到驚訝。“眾所周知，小龍蝦可以在水族館釋放后在野外建立自己，”Lyko說(shuō)。“但有消息說(shuō)，它可以如此迅速和大規(guī)模地傳播。”

除了亞熱帶的馬達(dá)加斯加外，還可以在瑞典，日本，弗賴堡，漢諾威或海德堡等地找到Marmorkrebs。這證明了它具有顯著的適應(yīng)性 - 沒有任何有性生殖。根據(jù)教科書的知識(shí)，正是“性發(fā)明”以及由此產(chǎn)生的父系和母系基因組合，擴(kuò)大了遺傳多樣性，從而促進(jìn)了對(duì)不利環(huán)境條件的快速適應(yīng)。

然而，雖然所有大理石小龍蝦出生時(shí)都具有相同的基因，但它們能夠適應(yīng)各種各樣的棲息地。這是通過(guò)表觀遺傳機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。這些受到附著于DNA(遺傳物質(zhì))的小化學(xué)標(biāo)簽的調(diào)節(jié)。表觀遺傳機(jī)制基本上調(diào)節(jié)遺傳信息的解釋。它們像開關(guān)一樣打開或關(guān)閉基因。“表觀遺傳變異通常受遺傳變異的影響。然而，在Marmorkrebs中，表觀遺傳變異是獨(dú)立的，因?yàn)閹缀鯖]有遺傳變異，”Lyko解釋說(shuō)。

這種表觀遺傳調(diào)控使得大理石小龍蝦對(duì)腫瘤研究人員非常有趣。用于癌癥研究的小龍蝦 - 聽起來(lái)像德語(yǔ)中的單詞(“Krebs”是該疾病和“小龍蝦”的單詞)，實(shí)際上已成為現(xiàn)實(shí)。Lyko說(shuō)：“Marmorkrebs是一種可以在克隆中繁殖的動(dòng)物，因此代表了腫瘤發(fā)展中心方面的模型。”腫瘤也能夠適應(yīng)其環(huán)境，例如，通過(guò)產(chǎn)生對(duì)抗癌藥物的抗性?？茖W(xué)家已經(jīng)知道了幾年，部分來(lái)自DKFZ的研究，表觀遺傳機(jī)制在這些過(guò)程中也起著關(guān)鍵作用。它們可以影響癌癥風(fēng)險(xiǎn)和疾病進(jìn)程。

在Marmorkrebs和腫瘤中都發(fā)生了稱為克隆進(jìn)化的現(xiàn)象。Lyko：“腫瘤基因組也在克隆上發(fā)展，因?yàn)樗鼈儠?huì)回到單一的原始細(xì)胞中。”在這個(gè)過(guò)程中有多種因素發(fā)揮作用，例如基因的偶然突變，遺傳漂變，選擇壓力和對(duì)環(huán)境的表觀遺傳適應(yīng)。由Lyko領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在想要使用大理石小龍蝦來(lái)進(jìn)一步研究它們的作用。根據(jù)本出版物第一作者Julian Gutekunst的說(shuō)法，關(guān)鍵問(wèn)題是“影響環(huán)境因素對(duì)表觀遺傳學(xué)和基因調(diào)控的影響”。這些發(fā)現(xiàn)可能會(huì)擴(kuò)大我們對(duì)腫瘤過(guò)程的了解，以及腫瘤治療新方法的開放前景。