首个生物发光基因,成就了海洋中美丽的闪闪蓝绿荧光

发布者:陈嘉楠发布时间:2020-10-26

海腌菜(也称作火体虫)是在水下自由漂浮的群体,由成千上万单独个体组成,能够发出蓝绿色荧光。

1020日,美国自然历史博物馆的研究人员在《科学报告》杂志上发表论文称,他们发现了一种生物发光基因,这种基因可能是火体虫能够发光的原因。如果得到证实,这将是首个在脊索动物身上发现的生物发光基因。

“数以百计的生物体能够发光,而且它们发光的原因多种多样,”合著者Michael Tessler说,他是美国圣弗朗西斯学院的助理教授。“我们的工作表明,至少在部分动物中存在一种共同的基因,这种基因在不同生物体内有微小差异,能使不同生物体发光。它可以帮助解释最终有多少生物体具有相似的发光能力。”

火体虫与其他发光生物不同,它们的发光能力可以由光触发,目前其生物发光性相关事实仍谜团重重。

自然历史博物馆的副研究员David Gruber说:“理解火体虫生物发光的生化途径是特别有趣的,因为火体虫是一种脊索动物,相比于水母或萤火虫等发光生物,它与脊椎动物以及人类的关系更加密切。”

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                                                                    白光照射下的火体虫(上图)在机械刺激后产生生物荧光。

与其他发光生物一样,火体虫依靠底物(荧光素)和荧光素酶之间的化学反应发光。研究人员发现,将一种常见的发光腔肠素与火体虫混合会导致生物发光。

为了进一步研究这一反应的内部机制,他们对采集的火体虫及标本进行了RNA测序,发现了一种与常见荧光素酶相匹配的基因,并且证实——火体虫在与腔肠素混合后,确实能通过表达该基因发光。

“参与这项研究感觉就像进入了一部百年悬疑小说,”论文合著者、巴鲁克学院助理教授Jean Gaffney评价道。“这种看似陌生的脊索动物居然和我们人类有如此惊人的相似之处。”

文章来源:原刊于《科学报告》 2045-2322