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水生物“登陸”揭秘

發(fā)表時(shí)間:2019/11/25 01:09:22 瀏覽次數(shù):1046

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動(dòng)物之祖在海洋，那么水生物是如何“登陸”的呢？

國際學(xué)刊《自然·細(xì)胞生物學(xué)》在線發(fā)表了滬上科學(xué)家研究成果，揭開動(dòng)物多纖毛細(xì)胞的中心粒擴(kuò)增之謎，為研究脊椎動(dòng)物從海洋到陸地的適應(yīng)和進(jìn)化提供了新線索。相關(guān)論文將在正式出版時(shí)作為當(dāng)期雜志的封面文章。

纖毛在單細(xì)胞動(dòng)物中就已出現(xiàn)，在多細(xì)胞動(dòng)物中也廣泛存在，它們既可作為細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)器官，也可作為感覺器官。有些細(xì)胞只有一根纖毛，比如較長的運(yùn)動(dòng)纖毛就成為鞭毛，還有些細(xì)胞則長著數(shù)根乃至數(shù)百根纖毛。在包括人在內(nèi)的高等動(dòng)物體內(nèi)，氣管、腦室、輸卵管等組織表面，都分布著大量含有密集纖毛的多纖毛細(xì)胞。在電子顯微鏡下，纖毛基部有一個(gè)桶狀細(xì)胞器，叫做“中心粒”，其擴(kuò)增對(duì)纖毛發(fā)生至關(guān)重要。但多纖毛細(xì)胞所需的大量中心粒從何而來，近半個(gè)世紀(jì)來都是個(gè)有趣而重要的科學(xué)問題。

中科院上海生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所朱學(xué)良研究組，利用超高分辨率熒光顯微術(shù)等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在高等動(dòng)物中有一對(duì)同源蛋白質(zhì)“Deup1”和“Cep63”，分別調(diào)控兩種極為精妙的中心粒發(fā)生方式，并找到兩者與動(dòng)物由海及陸演化的關(guān)系。這兩種小小蛋白，Deup1的基因從Cep63的基因進(jìn)化而來。分子進(jìn)化樹分析提示，Deup1出現(xiàn)在四足脊椎動(dòng)物及其魚類祖先——肉鰭魚類中，在其它輻鰭魚類以及文昌魚、海鞘等更原始的脊索動(dòng)物中并不存在。因此，脊椎動(dòng)物進(jìn)化過程中，Deup1的出現(xiàn)很可能增加了細(xì)胞的纖毛密度，有助于纖毛保持氣管等組織表面的濕潤和清潔、形成腦脊液流、推動(dòng)卵子運(yùn)動(dòng)等，從而增強(qiáng)了四足動(dòng)物對(duì)陸地環(huán)境的適應(yīng)性。

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