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      毒液形狀解開蝎子家譜
      
			
      
				2019-03-07 11:06:19
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      作為一個在墨西哥長大的孩子，Carlos Santibanez-Lopez擔心蝎子會經常裝飾他家的墻壁和天花板，尋找有充足食物的溫暖地方。因此，當一個大學項目讓他在晚上使用黑光燈收集蝎子時，他決定面對他對蝎子和黑暗的雙重恐懼。“我做到了，我喜歡它，”威斯康星大學麥迪遜分校博士后研究員Santibanez-Lopez說。“當你看到一只蝎子在黑光下發(fā)光時，它太棒了。我只是立刻迷上了。”
      

      毒液形狀解開蝎子家譜
      

      當他開始深入研究蝎子時，Santibanez-Lopez開始了解蝎子家譜是一個糾結的混亂?？茖W家將他們的工作集中在少數對人類有害的物種上，往往忽略了大約2,400種蝎子的完全多樣性。蝎子非常相似的身體計劃 - 通常是區(qū)分物種的方式 - 進一步混淆物種。
      

      在與威斯康星大學麥迪遜綜合生物學教授Prashant Sharma的新工作中，Santibanez-Lopez重新嘗試解開蝎子家譜，不是使用蜘蛛體的形狀和結構，而是使用它們的毒液形狀。
      

      通過預測數十種蝎子物種的毒液分子采用的三維形狀，Santibanez-Lopez和Sharma已經確定了一種可以追溯到今天蝎子共同祖先的分裂。一個分支采用了稍微窄一點的毒液。另一個分支的毒液更圓。不同形式也是毒液功能的基礎：每種形狀都有自己的獵物分子靶。
      

      這是第一次使用分子的形狀代替解剖學來組織進化關系，這提示了解開整個自然界中發(fā)現(xiàn)的許多復雜家譜的新方法。
      

      這項工作于11月14日在PeerJ期刊上發(fā)表。Sharma和Santibanez-Lopez與UW-Madison Department of Botany和北卡羅來納大學夏洛特分校的研究人員合作。
      

      研究人員利用55種蝎子和3000多種基因的基因組序列構建了一個初步的家譜。這棵樹重現(xiàn)了Sharma在2015年所做的工作的主要發(fā)現(xiàn)，展示了今天蝎子的共同祖先的兩個主要分支：Buthida和Iurida。
      

      但基因組序列從未說明整個故事。其他特征，通常是解剖結構，可以幫助確定DNA是否說實話。
      

      “我們缺乏支持這棵樹的其中一件事就是形態(tài)學，”夏爾馬說。“但蝎子基本上看起來都一樣。它們通常被稱為'活化石'，因為它們自從它們最初進化以來變化不大。”
      

      所以Santibanez-Lopez和Sharma轉向了蝎子的毒液，這是蜘蛛的特征之一。利用一種蝎子毒液分子的已知結構作為支架，研究人員預測了來自蝎子家譜的41種不同毒液的形狀。
      

      他們發(fā)現(xiàn)Iurida毒液類似于三維拼圖塊，而Buthida毒液則更為球形。這些不同的形狀支持并重建了從基因組序列發(fā)展而來的家譜，提供了一種物理基礎，即蝎子難以區(qū)分的解剖結構根本不可能。
      

      “我們正在應用為解剖數據開發(fā)的技術并將其降低到分子水平，”Sharma說。
      

      研究人員還發(fā)現(xiàn)，這些毒液在過去3億年的演化過程中發(fā)生了極大的變化。這種保守主義證明毒液的形狀受到獵物中分子靶標的一致性的限制，其中毒液破壞了神經細胞。
      

      由于毒液的形狀帶有關于其在獵物中的功能的信息，Santibanez-Lopez和Sharma認為類似的方法可以幫助預測特定物種對人類造成多大的威脅 - 這將擊敗Santibanez-Lopez痛苦的，真實世界的經驗分離從嚴重的叮咬中溫和。
      

      “你可以知道哪些可以用手來處理，”他說。
      
			

			
        
      
			
      
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