近日，我校长江上游鱼类资源保护与利用四川省重点实验室吕云云副教授联合西华师范大学以第一作者在Cell系列子刊 《Iscience》 发表题为《The paddy frog genome provides insight into the molecular adaptations and regulation of hibernation in ectotherms》论文。

研究内容简介：以水陆两生动物泽陆蛙为研究对象，首先通过全面的测序技术，包括240Gb的二代测序reads和389Gb的PacBio reads，成功组装了3.86Gb、GC含量为0.403的泽陆蛙基因组。该基因包含了13条染色体，长度从139 Mb到601 Mb。该基因组的重复度达到了70.2%，其中长末端重复（LTRs）最高，表明两栖动物具有高度重复序列的基因组特征。为探究变温动物冬眠相关的分子适应，团队通过比较基因组分析，发现冬眠动物存在682个快速进化基因（REGs）和34个正选择基因（PSGs）。这些基因中的四个PSGs与冬眠生理过程中的关键生物功能密切相关，涉及到节律调节、温度感知和低氧反应，可能为冷血动物适应冬眠机制的分子选择信号。

为探究冷血动物冬眠过程中的基因调节变化，通过对泽陆蛙心脏、大脑、皮肤、肾脏、肝脏、肺脏、肌肉和脾脏8种组织器官进行比较转录组学研究，比较了冬季冬眠条件下和春季活跃条件下的差异表达基因（DEGs）。结果显示，在大脑、心脏和肾脏中，上调DEGs数量多于下调DEGs，表明这些器官在冬眠期间基因活跃水平较高。特别是大脑和心脏中上调DEGs在细胞过程中发挥着关键作用，包括细胞周期调节、DNA复制等生物学过程。进一步用WGCNA构建多组织差异基因的共表达差异，揭示了16个组织特异性表达网络模块，其中两个模块和大脑中具有共表达关系，这两个模块中含有的基因数据在所有模块中也是最多的，这暗示了大脑在冬眠期间基因调控网络中的核心地位。通过整合遗传进化或者分子转录调节可能对冬眠影响的21个因子，相关基因显著富集在类固醇激素合成、蛋白消化和吸收、视黄醇代谢、DNA复制、化学致癌-DNA加合物和细胞周期等六个分子通路中，为进一步理解冷血动物冬眠相关的分子特征提供视角。综合而言，该研究成果贡献了泽陆蛙基因组资源，其结果为未来深入了解冬眠这一复杂生理过提供了参考，为更好理解生命活动中的复杂现象提供了分子视角。

论文网址链接：https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.108844