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水生物“登陸”揭秘
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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