帶電的魚類是如何進化出電器官的？
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：帶電的魚類，如電鰻，類何由于它們的進化電器官，可以按物種、出電性別，器官甚至按個體來區(qū)分其他電魚，電的魚這也使它們能夠發(fā)送和接收類似于鳥鳴的類何信息。最近發(fā)表在《科學(xué)進展》上的進化研究描述了輕微的基因改變?nèi)绾问箮щ姷聂~類進化出電器官的。這一發(fā)現(xiàn)也可以幫助研究人員確定導(dǎo)致各種人類疾病的出電基因突變。
為了讓魚獲得電器官，器官進化必須利用一種基因異常。電的魚每條魚都有同一基因的類何兩個副本，該基因創(chuàng)造了鈉離子通道，進化其功能是出電微型肌肉馬達。帶電的器官魚類關(guān)閉了肌肉中鈉通道基因的一個副本，并在其他細胞中打開它，從而進化出電器官。通常導(dǎo)致肌肉收縮的小電機被轉(zhuǎn)化為電信號發(fā)生器，一個全新的器官被創(chuàng)造出來了。
得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校神經(jīng)科學(xué)和綜合生物學(xué)教授、該研究的通訊作者Harold Zakon說：“這很令人興奮，因為我們可以看到基因的一個小變化可以完全改變它的表達位置?！?br>密歇根州立大學(xué)和得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員在新論文中報告了他們的發(fā)現(xiàn)，他們發(fā)現(xiàn)了這個鈉通道基因的一個大約20個字母長的短節(jié)，可以調(diào)節(jié)該基因在特定細胞的表達。他們驗證了這一控制區(qū)域在電魚中要么被改變，要么完全沒有。正因為如此，兩個鈉通道基因中的一個在電魚的肌肉中被禁用。然而，其影響遠遠超過了電魚的發(fā)展。
Zakon說：“這個控制區(qū)域存在于大多數(shù)脊椎動物中，包括人類。因此，就人類健康而言，下一步將是在人類基因數(shù)據(jù)庫中檢查這個區(qū)域，看看正常人有多少變異，以及這個區(qū)域的一些缺失或突變是否會導(dǎo)致鈉通道的表達降低，從而可能導(dǎo)致疾病?！?br>該研究的第一作者是Sarah LaPotin，在研究時是Zakon實驗室的研究技術(shù)人員，目前是猶他大學(xué)的博士生。除Zakon外，該研究的其他資深作者是得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的分子生物科學(xué)教授Johann Eberhart和密歇根州立大學(xué)綜合生物學(xué)副教授Jason Gallant。
Zakon說，在電器官進化之前，必須關(guān)閉肌肉中的鈉通道基因。Zakon說：“如果它們在肌肉和電器官中都打開了這個基因，那么所有發(fā)生在電器官中的鈉通道的新東西也會在肌肉中發(fā)生。因此，重要的是將該基因的表達隔離到電器官中，在那里它可以在不傷害肌肉的情況下進行進化?！?br>世界上有兩組電魚，一組在非洲，另一組在南美。研究人員發(fā)現(xiàn)，非洲的電魚在控制區(qū)發(fā)生了突變，而南美的電魚則完全失去了控制區(qū)。兩個研究小組都得出了發(fā)展電器官的相同解決方案--失去了肌肉中鈉通道基因的表達--盡管是通過兩種不同的途徑。
“如果你把生命的磁帶倒回去播放，它是以同樣的方式回放，還是會找到新的方式前進？進化會以同樣的方式反復(fù)進行嗎？”Gallant說，他培育了來自南美的電魚，這些電魚被用于研究的一部分。“電魚讓我們嘗試回答這個問題，因為它們已經(jīng)反復(fù)進化出這些令人難以置信的特征。我們在這篇論文中搖擺不定，試圖了解這些鈉通道基因是如何在電魚中反復(fù)丟失的。這確實是一項合作努力?！?br>研究人員希望回答的下一個問題之一是控制區(qū)是如何進化到開啟電器官中的鈉通道的。

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