作者:唐一尘 来源:中国科学报 发布时间:2020/12/30 18:14:51
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同一个基因“发明”了血红蛋白

 

沙蚕蠕虫   图片来源:Song et al. / BMC Evolutionary Biology

多亏海洋蠕虫沙蚕蠕虫——这种动物的基因进化非常缓慢,法国科学研究中心科学家、巴黎大学和巴黎索邦大学等机构的研究人员发现,虽然血红蛋白在几个物种中独立出现,但它实际上是一个基因的后代,由它们的最后一个共同祖先传播给所有物种。相关论文12月29日刊登于《BMC进化生物学》。

红色血液并不是人类或哺乳动物独有的。这种颜色来自血红蛋白,这是一种复杂的蛋白质,专门用于运输氧气,这种蛋白质不仅存在于脊椎动物中,也存在于环节动物、软体动物和甲壳动物。人们认为,血红蛋白之所以出现在如此多样的物种中,一定是在进化过程中“发明”了好几次。但最近的研究表明,所有这些“独立”出生的血红蛋白实际上都来自一个单一的祖先基因。

研究人员分析了沙蚕蠕虫,它被认为是一种进化缓慢的动物,因为其遗传特征接近于大多数动物的海洋祖先Urbilateria。研究人员表示,通过将它们与其他具有红色血液的物种进行比较来研究这些蠕虫,有助于追溯血红蛋白的起源。

这项研究集中于血红蛋白所属的一个广泛的家族:珠蛋白,一种存在于几乎所有生物中的蛋白质,它能“储存”氧气和一氧化氮等气体。但珠蛋白通常在细胞内发挥作用,因为它们不像血红蛋白那样在血液中循环。

这项研究表明,在所有红色血液的物种中,正是同一种基因产生了一种叫做“细胞红蛋白”的珠蛋白,而这种珠蛋白独立地进化成了一种编码血红蛋白的基因。这种新的循环分子使氧气在它们的祖先体内运输更有效,它们的祖先才变得更大更活跃。

相关论文信息:https://doi.org/10.1186/s12862-020-01714-4

 
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