华大研究院构建出非洲肺鱼呼吸器官细胞全景图

科技日报实习记者 罗云鹏

9月15日，记者从深圳华大生命科学研究院（以下简称华大研究院）了解到，该院基于华大智造自主研发的单细胞建库测序平台，构建出迄今最完整的非洲肺鱼呼吸器官细胞全景图，为进一步探索脊椎动物演化之谜提供重要依据。研究成果于9月13日在线发表在《自然·通讯》期刊。

非洲肺鱼至今已在地球上存在4亿多年，可在极端干旱的陆地上进入休眠状态，并持续数月乃至数年之久。作为现存最接近四足动物的近亲，非洲肺鱼被认为是破解脊椎动物从水生到陆生演化的关键物种。

“非洲肺鱼的进化地位比较特殊，研究其呼吸系统能够反映脊椎动物登陆过程中的状态变化。”华大研究院数字化地球研究所主任科学家范广益介绍，“研究构建的单细胞图谱全面描述了非洲肺鱼呼吸器官的细胞类型组成，为后续探索脊椎动物呼吸系统的进化和适应提供了宝贵的资源。”

据悉，研究团队通过对来自非洲肺鱼肺组织的53605个细胞和来自非洲肺鱼鳃组织87347个细胞进行测序，构建了迄今最完整的非洲肺鱼呼吸器官高分辨率细胞全景图，该研究是继2021年华大研究院参与构建全球首个非洲肺鱼完整基因组后的又一代表性成果。

范广益介绍，研究团队结合此前发表的非洲肺鱼基因组数据，通过对实验室诱导夏眠33天的非洲肺鱼和对照组取样，在非洲肺鱼肺和鳃中分别鉴定出14和22种细胞类型，并首次以高分辨率图谱形式展现了非洲肺鱼呼吸器官的细胞组成。

另悉，研究团队从细胞和基因表达调控层面进行物种间的比较分析。结果表明，尽管非洲肺鱼的肺在结构上较为原始，但其基本的细胞组成和关键基因表达与高等哺乳动物具有较高的相似性，具备高等哺乳动物肺的基本功能。该研究结果进一步证实了非洲肺鱼与典型脊椎动物呼吸器官的同源性。

范广益表示，此次研究为陆地脊椎动物的演化，尤其是呼吸系统的演化提供了数据支撑。后续，团队将开展非洲肺鱼呼吸系统相关的系列研究，希望为描述脊椎动物的演化过程提供更多关键证据。