生命 性和死亡之間的分子轉(zhuǎn)換
“直到死亡讓我們分開” - 對于海洋鬃毛蠕蟲來說，這些詞總是正確的：交配后不久，父母蠕蟲死亡，留下數(shù)千個新受精卵在水中發(fā)育。這種極端的全有或全無的生殖方式表明了一般原則：動物需要決定他們是否在生長或繁殖中投入可用的能量儲備。維也納大學和維也納醫(yī)科大學Max F. Perutz實驗室(MFPL)的Florian Raible研究人員現(xiàn)在能夠解決一個有60年歷史的謎題，并確定在海洋鬃蟲中協(xié)調(diào)這一決定的分子。
所有生物都需要能量，但食物等能源通常數(shù)量有限。因此，動物需要決定如何最好地投入資源。繁殖通常與重大投資有關(guān)，特別是當動物以犧牲自身生長或健康為代價生產(chǎn)大量后代時。具有全有或全無生殖方式的動物物種已經(jīng)將這一原理發(fā)展到極致：當它們繁殖時，它們將所有可用的能量投入到它們的后代中然后死亡。因此，繁殖因此成為生死攸關(guān)的決定。
Florian Raible的研究小組研究了允許動物做出這一中心決定的分子信號。為此，該團隊利用了海洋鬃毛蟲Platynereis。人們早就知道這些蠕蟲的大腦會產(chǎn)生一種主要的荷爾蒙決定動物是否應(yīng)該生長，繁殖和死亡。研究人員現(xiàn)在能夠?qū)⑦@種激素鑒定為Methylfarnesoate(MF)分子。發(fā)現(xiàn)該激素直接抑制雌性蠕蟲中卵黃蛋白的產(chǎn)生，從而干擾了能量成本高昂的繁殖步驟。該研究的第一作者Sven Schenk解釋說：“將MF鑒定為蠕蟲腦中的主要激素是非常令人驚訝的”。“以前認為MF和相關(guān)物質(zhì)只是在昆蟲和相關(guān)動物群體中進化。因此我們發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)在蠕蟲中發(fā)揮作用意味著這可能是一種古老的激素類型，它起源于動物進化的早期，比任何人都想象的都要多。 “。
但這一發(fā)現(xiàn)也揭示了一種可能的生態(tài)威脅：由于MF等物質(zhì)長期以來被認為是昆蟲特有的，因此已開發(fā)出許多殺蟲劑以精確瞄準這種激素途徑。其中包括目前大規(guī)模用于對抗虎蚊的殺蟲劑，這種動物已知傳播寨卡病毒。當團隊在實驗室中測試這些物質(zhì)時，他們最終也會干擾蠕蟲的激素信號傳導。“這一發(fā)現(xiàn)令人擔憂”，Sven Schenk解釋說，“因為它表明在噴灑這些物質(zhì)后，它們可能對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響大于預期。”
現(xiàn)在，研究人員將集中精力確定這種激素在與蠕蟲有關(guān)的其他動物群體中的廣泛存在，例如蝸?；蛸O貝，以進一步了解它在動物界中的作用。但該團隊還有另一種興趣。弗洛里安·萊布爾(Florian Raible)解釋說：“長期以來，人們都知道海洋鬃蟲會對月光作出反應(yīng)，并且只在月份的特定時間繁殖。我們和研究平臺”節(jié)奏生命“的同事們確定了生殖的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。因此，我們更接近于破譯這種有趣的計時機制是如何運作的。“
為了確定激素，該團隊使用了歐洲研究理事會(ERC)和奧地利科學基金(FWF)提供的資金。該發(fā)現(xiàn)還依賴于與分析化學部門的Christoph Gerner團隊的合作。這項合作是由維也納大學資助的跨學科研究平臺“生命節(jié)奏”實現(xiàn)的。
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