洞穴魚類長期生活在黑暗的地下水域，逐漸演化出眼睛和色素退化、嗅覺增強等特征，是研究適應性演化和趨同演化的理想模型。盡管已有研究揭示多個色素相關基因的突變與洞穴魚類色素退化相關，但其分子機製和演化驅動力仍不完全清楚。

近日，必威精装版app西汉姆联 魚類進化與基因組學研究組，以中國特有洞穴魚類玫瑰高原鰍（Triplophysa rosa）及其地表種細尾高原鰍（T. stenura）為研究對象，通過比較轉錄組、選擇壓力分析和基因功能驗證實驗，揭示了mitfa基因剪接突變在色素退化中的關鍵作用，並發現色素沉著特異基因在洞穴環境中經曆了放鬆的純化選擇。相關成果以“A Splicing Mutation in mitfa is Involved in the Depigmentation of Cavefish Triplophysa rosa”為題於近日發表於《Molecular Biology and Evolution》。

該研究通過組織學分析確認了玫瑰高原鰍皮膚中黑色素體的色素沉著顯著減少。轉錄組比較發現，洞穴魚中多個黑色素合成關鍵基因（如tyr、tyrp1a、oca2等）表達顯著下調。進一步基因序列分析發現，mitfa基因第4內含子5'剪接位點發生突變，導致外顯子4末端63個核苷酸缺失，進而使mitfa的激活結構域缺失21個氨基酸，嚴重影響其轉錄激活功能。研究團隊利用斑馬魚mitfa突變體（nacre）進行功能拯救實驗，結果顯示地表魚來源的mitfa能有效恢複黑色素合成，而洞穴魚mitfa則挽救效果顯著減弱，證實該剪接突變是導致玫瑰高原鰍色素退化的關鍵因素。進化分析表明，洞穴魚譜係中色素特異性基因的Ka/Ks比值顯著高於地表魚，說明這些基因在洞穴環境中經曆了放鬆的純化選擇。

該研究首次揭示剪接突變在洞穴魚類色素退化中的重要作用，從分子機製和進化驅動力的角度為理解洞穴魚類表型退化提供了新的視角。必威精装版app西汉姆联 張明明、趙慶碩和桂林醫學院黃金清為共同第一作者，郭寶成研究員、趙亞輝副研究員、孟凡偉副研究員為共同通訊作者。該研究得到了第三次新疆科學考察、國家自然科學基金等項目的資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1093/molbev/msaf175

圖1. A、B細尾高原鰍和玫瑰高原鰍；C、D掃描電鏡結果

圖2. mitfa基因第4內含子5'剪接位點發生突變，導致其63個核苷酸缺失

圖3. 利用斑馬魚mitfa突變體進行功能拯救實驗

圖4. 進化分析發現洞穴魚色素特異性基因在洞穴環境中經曆了放鬆的純化選擇