长颈鹿基因组揭示了其不同寻常的基因改变，使得这种动物能够快乐地生活在高血压之中。

对生物学家来说，长颈鹿的长颈是进化的一个主要例子，Charles Darwin和Jean-Baptiste Lamarck都引用长颈鹿的长颈来支持他们的进化理论。但这也是一个基因工程问题。为了让氧气从2米长的脖子流到大脑，长颈鹿的心脏不断地泵血，其血压大约是人类正常血压的2.5倍。现在，长颈鹿基因组揭示了其不同寻常的基因改变，使得这种动物能够快乐地生活在高血压之中。

野生自然研究所的野生生物学家Monica Bond说，这些发现阐明了“长颈鹿体型的迷人进化”。研究人员还在老鼠身上表达了一种长颈鹿基因，并显示它能保护老鼠免受高血压的侵害，这或许为人类的新疗法奠定了基础。宾夕法尼亚州立大学帕克分校的分子生物学家Douglas Cavener 5年前发表了第一个长颈鹿基因组，他说：“这是一个很好的证明，你可以通过在老鼠模型中进行基因替换来评估物种间的差异。”

在这项新的研究中，来自中国、挪威和丹麦的研究人员将一只雄性罗斯柴尔德长颈鹿(Giraffa camelopardalis rothschildi)的基因与其他50种哺乳动物的基因进行了比较，其中包括长颈鹿的近亲、短颈、斑马大小的㺢㹢狓(okapi)；这些动物在大约1 150万年前发生了分化。这项新的研究提供了长颈鹿约97% DNA的详细数据，而在早期的序列中，长颈鹿的基因组只有三分之二。发表于《科学进展》杂志上的最新研究确认了长颈鹿体内490个具有独特适应能力的基因。

大多数突变发生在与心血管特征、骨骼生长和感觉系统相关的基因中。研究小组将重点放在FGFRL1基因上，Cavener和他的同事们在该基因中发现了7种独特的突变。在人类和小鼠中，这种基因的突变与心血管和骨骼缺陷有关。为了找到更多信息，研究小组使用了功能强大的DNA编辑器CRISPR将长颈鹿的FGFRL1基因突变插入给小鼠。

突变小鼠没有长出长颈，也没有显示出任何明显的心血管系统变化。因此研究小组决定观察这些动物对高血压的反应，高血压是长颈鹿的正常状态。他们给10只经过修饰的老鼠中的5只注射了一种诱导高血压的药物，并将这种药物注射到5只正常老鼠体内。正常小鼠出现了高血压，以及相关的肾脏和心脏损害。但是所有携带变异基因的小鼠，在服用了这种药物后都保持了健康，血压只是略微上升。

“FGFRL1长颈鹿基因对心血管系统有一定的作用，可以抵消高血压的影响。”共同作者、哥本哈根大学进化遗传学家Rasmus Heller说，“但我们还不知道为什么。”

Heller表示，对FGFRL1的进一步研究可能指向高血压的治疗。但托莱多大学的高血压和精准医学专家Bina Joe提醒说，许多基因会导致高血压，到目前为止还没有证据表明FGFRL1在人类的疾病中起重要作用。“如果这确实是一个保护人类免于高血压的主要基因，那么它应该成为全基因组关联研究的候选基因。”田纳西大学健康科学中心的肾病学家L.Darryl Quarles也认为，现在谈论治疗方法还为时过早，他指出研究人员还不清楚突变是如何影响血压的。

这项研究还发现了长颈鹿其他独特的突变，包括与眼睛发育和视力相关的基因突变。先前的研究表明，长颈鹿的视力是所有有蹄哺乳动物中最好的，再加上它们的身高，长颈鹿可以有效地扫视地平线。另一方面，与㺢㹢狓相比，长颈鹿已经失去了至少53个嗅觉基因。Heller说，这可能表明长颈鹿的嗅觉很差——当你的鼻子离地6米时，嗅觉就不那么重要了。长颈鹿用嗅觉换来了视力的提高。研究小组还发现了调节睡眠模式的基因突变，这可以解释为什么野生长颈鹿每天只睡40分钟，每次只睡3～5分钟。

Bond指出，长颈鹿正濒临灭绝，在过去的30年里它们的数量下降了40%，在野外为68 000头。更多地了解这种动物的基因组有助于根据与体质、健康和免疫力相关的基因制定长颈鹿有效的保护策略。“遗传学是理解有机体的一个难题。”她说，“我们越能理解它们，就越能帮助保护它们。”

参考文献：Sofia Moutinho. Genome reveals giraffe’s recipe for standing tall[J]. Science,2021,371(6535):1190.