圣安德鲁斯大学的研究人员发表在《BMC生物学》上的一项研究，确定了脊椎动物进化史上的一个重要线索。他们报告了基因进化中的一个显著模式，似乎与脊椎动物生命出现和扩张密切相关。为了探索这些蛋白质如何进化，研究人员生成了海鞘、七鳃鳗和一种青蛙的新基因测序数据。海鞘是无脊椎动物，使其可用于识别与从无脊椎动物到有脊椎动物转变相关的变化。七鳃鳗代表脊椎动物的早期分支，有助于确定这些遗传变化首次出现的时间。研究团队发现，负责产生信号输出蛋白质的基因在这种转变期间遵循了一条独特的进化路径。研究人员使用了长分子DNA测序，这使得分离和分析单个基因产生的不同转录本成为可能。通过这种方法，科学家首次能够记录脊椎动物发育过程中产生的全部转录本和蛋白质。与无脊椎动物海鞘不同，七鳃鳗和青蛙从单个信号输出基因产生了更多的蛋白质变体。这种增加远大于观察到的其他大多数类型基因的增加。这种转变是脊椎动物进化的一个重大变化。因为这些信号通路影响细胞如何变成不同的组织和器官，研究人员认为这些蛋白质很可能在使脊椎动物比无脊椎动物更复杂方面发挥了关键作用。研究作者指出，看到这一小部分非常特定的基因与它们所观察的任何其他类型的基因相比，其行为方式如此突出，是非常令人惊讶的。确定这些不同的蛋白质形式如何以不同的方式工作以产生现在在脊椎动物中看到的细胞类型多样性将是令人兴奋的。

参考文献

Torres-Aguila, N. P., Ferrier, D. E. K. et al. (2026). Long-read sequencing reveals increased isoform diversity in key transcription factor effectors of intercellular signalling at the invertebrate-vertebrate transition. BMC Biology. DOI: 10.1186/s12915-026-02522-w

该研究利用长读长测序技术，比较了无脊椎动物（海鞘）与早期脊椎动物（七鳃鳗、非洲爪蟾）中关键发育信号通路（如Wnt、TGF-β等）下游转录效应因子的可变剪接异构体多样性。研究发现，在无脊椎动物向脊椎动物过渡的关键时期，这些特定基因的异构体数量显著增加，可能通过产生更复杂的蛋白质调控网络来驱动脊椎动物身体结构和细胞类型的复杂化。研究团队来自圣安德鲁斯大学等机构。