科创中国

生物产业,制造业

动物为适应各种生存环境，在进化过程中形成了许多独特的生存能力。变温调节是一个复杂的生理适应过程，涉及到体温、新陈代谢、呼吸、心跳等一系列的变化，其分子机理对许多人类疾病的预防和治疗有重要的指导意义。回声定位是指动物通过口腔或鼻腔把从喉部产生的超声波发射出去，利用折回的声音来空间定向的方法，在军事、航海、深水捕捞以及导盲等方面广泛应用。动物通过飞行扩大了活动范围，有利于躲避天敌和不良环境，寻找合适的生存环境和获得更多的资源(食物和配偶)。然而，动物变温调节和回声定位能力的起源与进化、翅膀指发育等理论问题已争论了数百年。蝙蝠，现存19科，1100多种，是唯一能飞行的哺乳动物，多数蝙蝠科中蝙蝠具有变温调节能力，并且部分蝙蝠通过回声定位捕食，因此是仿生医学领域中研究变温调控、飞行和回声定位等生存策略的理想的研究对象。本成果以蝙蝠为主要研究对象，以解决上述争论为中心主题，开展了深入研究，取得的创新成果如下：1.应用高通量测序、RNAi等技术，结合分子、细胞和动物实验，获得OBRs、PL、PPARα、Leptin等一批参与蝙蝠变温调控的功能基因，阐明了其参与蝙蝠变温调控的分子机理，为解决长期争论的蝙蝠祖先是否具有变温能力的科学问题提供了分子证据。同时对大足鼠耳蝠等6种蝙蝠生殖策略的比较研究，发现雌性蝙蝠在冬眠期贮存精子的时间是不同的，储精时间可超过40天。2.建立了大蹄蝠等3种蝙蝠的胚胎发育时段系统，通过高通量测序筛选并验证了HoxD9等7个在蝙蝠翼手发育中具有特殊表达模式的重要功能基因，阐明了蝙蝠翼手发育与进化的多基因调控机制，为鲸类鳍状肢和鸟类四肢起源与进化研究提供了重要的分子依据。3.通过比较回声定位蝙蝠和非回声定位哺乳动物耳蜗结构及关键基因（Prestin）进化趋势，发现蝙蝠祖先具有回声定位能力和Prestin在蝙蝠和海豚中趋同进化。 项目完成了3项国家基金、1项省基金和1项广州市珠江科技新星；共发表论文36篇，其中SCI/EI论文31篇，被Nature、Science等杂志他引达到424次，单篇他引高达134次，国际同行Science等杂志以及Science Daily等国际学术网站进行了报道并给予高度评价；获得授权国家发明专利3项。