記者從湛江灣實驗室獲悉，8月18日，南方海洋科學與工程廣東省實驗室（湛江）（以下簡稱“湛江灣實驗室”）趙娜、張博研究員團隊聯合上海海洋大學、青島華大基因研究院等國內外合作單位，在國際頂級學術期刊《自然·通訊》（Nature Communications）上以論文形式發表了題為“Adaptive loss of shortwave-sensitive opsins during cartilaginous fish evolution”（軟骨魚類進化過程中感短波視蛋白的適應性丟失）的重要研究成果。該研究首次揭示了鯊魚、鰩等軟骨魚類為何無法感知藍色和紫色光線的長期謎團，并闡明了其背后關鍵的適應性進化機制。
這項研究深入探討了軟骨魚類（如鯊魚、鰩魚等）視覺系統中短波敏感視錐蛋白基因（sws1和sws2）的丟失現象及其適應性進化意義。研究通過基因組測序、基因家族分析和實驗驗證，揭示了軟骨魚類無法感知藍光或紫光的分子機制，并提出了基因丟失作為一種進化優勢的假設。研究團隊通過對孔鰩（Okamejei kenojei）和大青鯊（Prionace glauca）進行全基因組測序，揭示了軟骨魚中普遍缺失sws1和sws2基因。進一步的比較基因組學分析表明，這種基因丟失可能與軟骨魚類視網膜中“tapetum lucidum”（反光膜結構）的存在有關。這種結構會反射短波光，而sws基因的丟失有助于減少短波光對眼睛的損傷。
為了驗證這一假設，團隊利用斑馬魚模型進行了基因敲除實驗和細胞實驗。實驗發現，當存在SWS1和SWS2時，藍光和紫光可誘導細胞衰老和光感受器層變薄；而sws基因敲除的斑馬魚在短波光照射下，視網膜表現出更少的細胞凋亡和衰老，支持了基因丟失減少光損傷的假設。論文探討了短波光對眼睛損傷的潛在分子機制，如細胞衰老和凋亡，揭示軟骨魚類視覺基因演化的獨特機制，為理解基因丟失的適應性意義提供了新視角，并指出這一發現對研究人類年齡相關性黃斑變性（AMD）等視覺疾病具有潛在啟發意義。
湛江灣實驗室張博研究員、上海海洋大學馮毅棟博士，青島華大呂美琪博士為文章共同第一作者，上海海洋大學鮑寶龍教授、李云凱教授、湛江灣實驗室趙娜研究員、青島華大張要磊博士為該文共同通訊作者。
據悉，本研究由來自中國、德國等多個研究機構的科學家合作完成，體現了湛江灣實驗室在國際合作與跨學科研究中的開放包容態度和領先水平。湛江灣實驗室表示，將以此次成果為契機，繼續加強與國內外科研團隊的合作交流，共同探索海洋科學的未知領域。
