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甄瑩告訴澎湃新聞,螢火蟲毒素屬于強(qiáng)心類固醇毒素,這類化合物可以影響心臟收縮和血壓,有較大的醫(yī)藥價(jià)值。其中包括市場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)的藥物地高辛,目前這類化合物多通過化學(xué)合成或者生物提取,它們的生物合成途徑還沒有得到完全解析。
jdb龙王捕鱼不過,近日,西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員、博士生導(dǎo)師甄瑩團(tuán)隊(duì)最新發(fā)表的一項(xiàng)研究,通過重構(gòu)螢火蟲體內(nèi)毒素的演化歷史,推翻了上述理論。
在這一時(shí)期,與大洋缺氧事件(Toarcian Oceanic Anoxic Event)息息相關(guān)的生物大滅絕事件“翻篇”后,大氣中的氧氣含量從一個(gè)歷史最低點(diǎn)持續(xù)上升。
相關(guān)論文在線發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊姐妹刊PNAS Nexus上,標(biāo)題是《螢火蟲毒素的演化起源晚于生物熒光》(Firefly toxin lucibufagins evolved after the origin of bioluminescence)。
“我們基于現(xiàn)今螢火蟲8個(gè)亞科中的6個(gè)亞科的螢火蟲毒素進(jìn)行檢測(cè),并且整合了前人的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)能自主合成LBGs毒素的螢火蟲,只局限在一個(gè)單獨(dú)的亞科中?!敝煺\(chéng)棋告訴澎湃新聞。
因此,甄瑩團(tuán)隊(duì)提出新的假說(shuō):螢火蟲祖先最初之所以演化出發(fā)光能力,可能是為了應(yīng)對(duì)日益增加的氧氣含量造成的氧化應(yīng)激壓力和炎熱干燥的環(huán)境。它們演化出熒光素這種抗氧化劑,“點(diǎn)燃”消耗掉過量的氧自由基,消除過量的活性氧對(duì)細(xì)胞的毒害作用,而發(fā)螢光可能最初只是一個(gè)副產(chǎn)物。
甄瑩團(tuán)隊(duì)通過分子動(dòng)力學(xué)模擬和鈉鉀泵酶活實(shí)驗(yàn)比對(duì)發(fā)現(xiàn),能自主合成LBGs毒素的螢火蟲,其自身的ATPα蛋白累積了突變,影響了毒素與它們的結(jié)合。這讓它們對(duì)LBGs毒素有一定的耐受性。
他們研究發(fā)現(xiàn),能自主合成LBGs的螢火蟲最早只能追溯到螢亞科(Lampyridae)的共同祖先,遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于螢科(Lampyridae)中螢光最初出現(xiàn)的時(shí)間。
甄瑩團(tuán)隊(duì)根據(jù)分子鐘理論和三個(gè)化石校準(zhǔn)點(diǎn),估計(jì)螢光和LBGs毒素演化的時(shí)間。“想估算絕對(duì)的歷史時(shí)間,就需要用有時(shí)間信息的化石來(lái)校準(zhǔn)。”甄瑩告訴澎湃新聞,化石證據(jù)能作為較好的時(shí)間刻度尺,結(jié)合物種樹就可以用來(lái)估算歷史事件發(fā)生的時(shí)間。
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