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      細(xì)菌蛋白質(zhì)作為choanoflagellates的春藥
      
			
      
				2019-05-30 12:26:22
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      美國(guó)研究人員調(diào)查單細(xì)胞生物如何進(jìn)化成多細(xì)胞在他們的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中偶然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：?jiǎn)渭?xì)胞真核生物叫做choanoflagellates，它是動(dòng)物最親近的親戚，開(kāi)始按照細(xì)菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì)進(jìn)行性繁殖。 。為什么這種情況在自然環(huán)境中發(fā)生仍然不清楚，盡管他們推測(cè)它可以幫助choanoflagellates容易與同一物種的其他人交配。該研究結(jié)果于8月31日發(fā)表在Cell雜志上。
      

      細(xì)菌蛋白質(zhì)作為choanoflagellates的春藥
      

      Choanoflagellates是一組原生生物，用作模型生物，用于研究動(dòng)物的進(jìn)化起源。加利福尼亞大學(xué)伯克利分校和哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員正在研究某些細(xì)菌在觀察到意想不到的副作用時(shí)如何影響單細(xì)胞鞭毛藻Salpingoeca rosetta的多細(xì)胞發(fā)育。
      

      “我們知道，這種細(xì)菌，費(fèi)氏弧菌，并沒(méi)有誘導(dǎo)多細(xì)胞發(fā)育，這使它成為一種很好的陰性對(duì)照”，聯(lián)合資深作者，伯克利的細(xì)胞生物學(xué)家和遺傳學(xué)家Nicole King說(shuō)。“但是當(dāng)我們?cè)谔砑蛹?xì)菌后立即看到它們時(shí)，我們看到了一種非常奇怪的蜂擁而至的行為。事實(shí)證明，這是交配的前奏。”
      

      單細(xì)胞生物之間的群集通常先于有性生殖，因?yàn)樗鼤?huì)在一個(gè)小區(qū)域內(nèi)迅速增加種群密度，而兩種鞭毛蟲(chóng)在正常條件下自發(fā)相遇并交配則更為罕見(jiàn)。研究人員使用基因分型來(lái)確定交配，而不僅僅是“粘性”或細(xì)胞融合，確認(rèn)了從無(wú)性到性行為的轉(zhuǎn)變。
      

      “Choanoflagellates在他們的生活史上具有很大的靈活性。他們可以繼續(xù)保持無(wú)性生活，但在這里我們表明他們可能是性行為，并且轉(zhuǎn)向性行為受到細(xì)菌提示的調(diào)節(jié)，”King說(shuō)。“在動(dòng)物世界中，誘導(dǎo)或引發(fā)性行為的分子可以合理地稱為壯陽(yáng)藥。”
      

      S. rosetta和V. fischeri都是海洋生物，在相同的海洋棲息地相遇。事實(shí)上，研究人員表明，即使是低環(huán)境水平的細(xì)菌(每毫升400個(gè)細(xì)胞)也足以誘導(dǎo)鞭毛蟲(chóng)的蜂群交配。此外，這種行為可以追溯到細(xì)菌不斷分泌的特定蛋白質(zhì)的活性，這種蛋白質(zhì)被稱為EroS，參照希臘的性神。
      

      “我確信這將是一個(gè)小分子，就像海葵中的性信息素或沿著那些線條的東西。所以當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)它是一種大蛋白質(zhì)時(shí)，這是一個(gè)巨大的震撼，”共同資深作者Jon Clardy說(shuō)，哈佛醫(yī)學(xué)院化學(xué)生物學(xué)家。
      

      研究人員進(jìn)一步研究表明，EroS是一種軟骨素酶，一種降解S. rosetta細(xì)胞外基質(zhì)中特定類型的硫酸化分子的酶，這種分子以前被認(rèn)為是動(dòng)物專有的。他們還發(fā)現(xiàn)，如果這種酶功能被抑制，那么就不會(huì)發(fā)生蜂群，而來(lái)自其他水生細(xì)菌的軟骨素酶則會(huì)產(chǎn)生催情作用。
      

      展望未來(lái)，研究人員計(jì)劃研究如EroS等軟骨素酶如何誘導(dǎo)交配的更精細(xì)分子點(diǎn)。他們還指出，使用EroS刺激交配的能力為探測(cè)choanoflagellates的細(xì)胞生物學(xué)開(kāi)辟了一個(gè)全新的實(shí)驗(yàn)控制水平。
      

      兩位作者都將該項(xiàng)目的意外發(fā)現(xiàn)作為其更有價(jià)值的方面之一。“現(xiàn)在，我們寫(xiě)了補(bǔ)助金，或者寫(xiě)論文，或者教學(xué)生如何做科學(xué)，看起來(lái)非常干脆，并且非常有計(jì)劃。發(fā)現(xiàn)一些奇怪的東西，這可能很有趣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)像這樣，我們?nèi)粘Ｑ芯康姆绞讲⒉皇悄敲雌匠＃?ldquo;克拉迪說(shuō)。
      
			

			
        
      
			
      
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