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鱼从猎物身上2号站代理偷取生物荧光

未知

 
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在生物性发光的世界里,生物体从它们的食物中获取荧光素是很常见的。科学家们推测,发光鱼会制造自己的荧光素酶,这种酶可以催化导致荧光素发光的反应。但在本周(1月8日)发表在《科学进展》杂志上的一项研究中,研究人员发现一种沿海鱼类同时利用从它的生物发光猎物——一种叫做介壳类的小甲壳类动物身上捕获的荧光素和荧光素酶来发光。
 
纽约城市大学的海洋生物学家大卫·格鲁伯(David Gruber)说,这项工作“挑战了我们对鱼的生物发光的认识”,他没有参与这项研究。“在过去,我们认为要么是鱼本身产生了两种发光成分,要么只是其中一种,但这是一个例子,说明它们既不产生两种发光成分,2号站又从它们的饮食中获得两种发光成分。”我总是喜欢发表一篇文章,它向我们展示了一个我们以前不知道的角度。”
 
Manabu besshoo - uehara是日本名古屋大学(Nagoya University)的一名研究生,曾着手研究生物发光的进化。他说,发光的鱼类有200多个属,2016年的一项研究表明,在海洋鱼类中独立出现的发光至少有27次。“有趣的是,没有人能从这些鱼身上识别出荧光素酶基因,所以我想从这里开始,”besshoo - uehara告诉《科学家》杂志。
 
以前的研究表明,在西太平洋和印度洋海岸发现的浅水鱼,即辣椒鱼属的鱼,用它们的发光器官将荧光素从猎物身上隔离,但人们相信它们是在制造自己的荧光素酶。因此,当besshoo - uehara和他在日本的同事们在蓝氏红辣椒的基因组中寻找荧光素酶基因时,他们希望找到一种编码鱼蛋白的鱼基因。相反,他们发现,鱼腹部发光器官中的荧光素酶蛋白质与这些鱼吃的介形虫产生的酶完全相同。
 
研究人员在鱼的基因组中没有发现编码荧光素酶的基因,这表明这些动物从它们的饮食中隔离了这种蛋白质。为了验证这一假设,研究小组用了长达一年的时间喂这些鱼不发光的食物,结果导致它们的发光消失。然后他们给鱼喂了另一种发光的介形虫。经过几周的新饮食,鱼又能发光了。研究人员还发现了与新引进的介形虫的发光酶相匹配的肽。
 
“当我第一次听说这条鱼时,我有点怀疑,但他们编造了一个非常有说服力的故事,说这条鱼真的使用了从猎物身上偷来的荧光素酶,”海洋研究与保护协会(Ocean Research & Conservation Association)的创始人伊迪丝·威德(Edith Widder)说,她没有参与这项研究。她解释说,令人惊讶的是,荧光素酶,这是一个相当大的复杂的分子,可以被消化系统吸收,而不会降解到不再发挥作用的程度,这也是作者强调的一个观察结果。
 
“这就是为什么我一开始听到这个消息时如此怀疑,因为我无法想象这是怎么可能的,”她说。“他们说服了我,让我相信这里正在发生的事情,所以这开启了很多关于这是如何发生的其他问题。这是一次非凡的进化创新。”
 
在未来,besshoo - uehara和他的同事将继续寻找鱼的荧光素酶基因。他们还计划研究这种蛋白质是如何进入鱼的细胞的,以及其他生物发光鱼是否使用类似的策略。
 
“因为它已经独立进化了这么多次,所以它的作用机制可能在不同的谱系间有很大的不同,”明尼苏达圣克劳德州立大学(St. Cloud State University)的生物学家马特·戴维斯(Matt Davis)说,他没有参与这项研究。“这只是表明,即使我们知道很多关于哪个血统正在产生和发出光,2号站代理我们仍然有很多东西要去了解它实际上是如何工作的。”

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