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      研究人員發(fā)現(xiàn)了幫助鱒魚回家的基因
      
			
      
				2019-06-25 09:38:17
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      在春天，當水溫開始上升時，在離家數(shù)百英里的海上旅行數(shù)年的虹鱒魚在沒有地圖或GPS的情況下管理，回到他們出生產(chǎn)生的河流和溪流。
      

      研究人員發(fā)現(xiàn)了幫助鱒魚回家的基因
      

      在2017年4月26日發(fā)表在“生物學快報”上的一項研究中，研究人員已經(jīng)確定了一些基因，這些基因可以讓魚在地球磁場的幫助下完成這一非凡的歸巢壯舉。
      

      由核心中的熔融金屬流產(chǎn)生，地球的磁場范圍從赤道附近的25微特拉斯到極點的65微特拉斯 - 使其比冰箱磁鐵弱100多倍。
      

      不同的動物物種可以檢測到這種弱磁場并使用它們進行導航。最初在20世紀60年代的鳥類中發(fā)現(xiàn)，這種稱為磁感受的感覺已被記錄在從蜜蜂和蠑螈到海龜?shù)膭游锷砩稀?/p>

      但是，盡管進行了半個多世紀的研究，潛在的分子和細胞機器仍然是一個謎。
      

      為了確定遺傳基礎，杜克大學博士后助理Bob Fitak和生物學教授SönkeJohnsen及其同事研究了當動物的磁感被破壞時，虹鱒基因組中發(fā)生的基因表達變化。
      

      在杜克大學校園的地下室水族館里，他們一次從一個水箱中隨意舀起一條魚進入一個小容器，并將容器放入一卷電線內(nèi)。線圈連接到電容器，電容器釋放電流以在線圈內(nèi)產(chǎn)生分秒磁脈沖，比醫(yī)院中的MRI機器產(chǎn)生的磁場弱大約10倍。
      

      接下來，研究人員對10只處理過的魚和10只對照的大腦中存在的所有基因讀數(shù)或RNA轉錄本進行了測序，以找出哪些基因響應磁脈沖而打開和關閉。
      

      用磁脈沖擾亂魚的內(nèi)部羅盤引發(fā)了他們檢查的大約40,000個基因中的181個變化。
      

      值得注意的是，處理過的魚的大腦表現(xiàn)出參與制造鐵蛋白的基因表達增加，鐵蛋白是一種在細胞內(nèi)儲存和運輸鐵的蛋白質。處理過的魚也表現(xiàn)出參與視神經(jīng)發(fā)育的基因的變化。
      

      “結果表明，檢測系統(tǒng)是基于可能與眼睛相連或在眼睛內(nèi)部的鐵，”Johnsen說。
      

      這一發(fā)現(xiàn)與近40年前首次提出的觀點一致，即動物體內(nèi)含有一種含鐵化合物的微小磁性顆粒，稱為磁鐵礦。磁鐵礦顆粒被認為像微觀羅盤針一樣，通過在細胞中試圖與地球磁場對齊時使細胞中的受體緊張或扭曲，將信息傳遞給神經(jīng)系統(tǒng)。
      

      “你可以把它們想象成身體細胞可以感知到的迷你磁鐵，”菲塔克說。
      

      在鳥類的喙，海龜?shù)拇竽X，蜜蜂的肚子和虹鱒魚的鼻腔中發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦。其他研究甚至在人腦中發(fā)現(xiàn)了極少量的磁鐵礦，但最近的研究表明，大部分都來自空氣污染而不是自然發(fā)生，目前尚不清楚它們是否會給人類帶來潛意識的磁感。
      

      研究人員懷疑當魚的磁鐵礦指南針被破壞或損壞時，鐵結合鐵蛋白可能參與修復。
      

      接下來，他們計劃與其他組織進行類似的實驗，例如視網(wǎng)膜，以及生活在海洋中的其他物種，但每年春天都會前往淡水孵化場，如美國鰣魚。
      

      “科學家們不知道哪種蛋白質可能與磁鐵礦磁感應有關，但現(xiàn)在我們有一些候選基因可以合作，”菲塔克說。
      
			

			
        
      
			
      
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