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硬骨鱼类包括一个多样化的群体，其中海马表现出独特的形态。海马特有的刺和育儿袋具有独特的上皮细胞(称为火焰锥细胞)，并被粘液帽覆盖。

然而，这些细胞并没有在刺海龙Urocampusnanus或海藻海龙Syngnathusschlegeli中发现，它们是海马的近亲，属于海龙科(Syngnathidae)。虽然研究已经假设了火焰锥细胞的功能，但它们的进化起源仍然是个谜。

现在，由副教授领导的一个科学家小组。上智大学材料与生命科学系的MariKawaguchi教授和ShigekiYasumasu教授在海马Hippocampusabdominalis中发现了一个“孤儿”基因，即在其他物种或谱系中没有可识别的同源序列的基因。他们认为，这种基因被称为富含脯氨酸-甘氨酸(pgrich)基因，与育儿袋中火焰锥细胞的发育有关。他们的研究结果发表在2023年5月25日的《细胞与组织研究》杂志上。

川口博士扩展了这项研究背后的原因，他说：“海马具有令人着迷的形态，雄性海马在育儿袋中携带胚胎。雄性海马分娩的情况在动物界是罕见的现象，使海马成为研究进化的模型生物。我们热衷于识别负责在育儿袋中形成火焰锥细胞的基因。”

研究小组首先将组织学染色与电子显微镜配对，以确认火焰锥细胞存在于H.abdominalis的育儿袋外上皮上，但在U.nanus或S.schlegeli中则不存在。接下来，原位杂交和免疫组织化学方法揭示了pgrich基因的表达，并且其蛋白定位于体表的火焰锥细胞。

pgrich基因的蛋白质产物PGrich的氨基酸序列与从大海龙弹性蛋白基因反义链(非编码部分)推导的翻译氨基酸序列部分相似。通过序列分析，研究小组发现了pgrich基因周围的许多转座元件。他们提出，pgrich基因可能是从海龙的弹性蛋白基因进化而来，随后在形成海马特有的火焰锥细胞中获得了新的功能。

随着研究小组继续拼凑海马育儿袋的进化过程，川口博士总结道：“pgrich基因的进化史可能会提供关于孤儿基因如何形成以及育儿袋如何在这个谱系中发育的线索。海马在家庭水族馆中很受欢迎，了解这些现象将有助于人们对这些鱼的着迷。”