榮譽及成果｜中央研究院 細胞與個體生物學研究所

文昌魚基因體研究揭示脊索動物的分子演化機制與脊椎動物的起源

頭索動物文昌魚是脊椎動物的近親，常作為一種模式生物來探討脊椎動物祖先可能具有的特徵。本院細胞與個體生物學研究所游智凱研究員與林哲毅博士後研究學者，協同美國、韓國、以及中國研究人員所組成的國際研究團隊，成功完成了魯卡側殖文昌魚（Asymmetron lucayanum）染色體階層的基因體序列定序。魯卡側殖文昌魚代表了頭索動物演化上最早分支的類群，比較基因體的結構發現，在頭索動物中，側殖文昌魚的基因組顯著大於過去已經被研究過的鰓口文昌魚屬（Branchiostoma）的物種。研究團隊發現這種基因體擴張現象是由「跳躍基因」（轉座因子）的大量累積所驅動。令人驚訝的是，儘管存在這些額外的 DNA，研究人員觀察到其整體的基因排列順序（macro-synteny）在數億年的演化距離上保持得極為完整。這種穩定性很可能是由於基因在發育過程中需要協同表達，從而受到選擇性限制（selective constraints）所維持的。除了結構上的發現，研究團隊還追蹤了建構身體發育藍圖的 Hox 基因群的演化，並辨識出脊椎動物免疫系統的古老組成要素，例如 MHC 和 RAG 基因。透過了解無脊椎動物與脊椎動物之間的重要演化轉折，這項國際合作成果為理解脊椎動物的基因組創新，提供了極有價值的資訊。

此研究由本院關鍵突破計畫與國科會專題研究計畫支持，以及中國，韓國、美國研究機構的經費資助，本院生物多樣性研究中心的高通量定序核心設施亦提供重要技術協助。論文合作者包括加州大學聖地牙哥分校Linda Holland教授，韓國中北大學Sung-Jin Cho教授，以及廣州中山大學岳家興研究員的團隊。研究成果已於2026年3月24日發表於《美國國家科學院院刊》（PNAS）。

論文連結：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2521280123

A chromosome-scale genome assembly for Asymmetron lucayanum helps to reconstruct the history of cephalochordate karyotype evolution.