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    科研人員破解海參“吐絲”之謎

    放大字體  縮小字體 時(shí)間:2023-04-25 08:57 來源:中國科學(xué)院 原文:
    核心提示:近日,中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員胡超群帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),在海參敵害防御機(jī)制研究方面取得了突破性進(jìn)展,破解了海參“吐絲”之謎。該研究揭示了玉足海參居維氏器防御敵害的物質(zhì)基礎(chǔ)、感知過程與噴射機(jī)制。
      近日,中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員胡超群帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),在海參敵害防御機(jī)制研究方面取得了突破性進(jìn)展,破解了海參“吐絲”之謎。該研究揭示了玉足海參居維氏器防御敵害的物質(zhì)基礎(chǔ)、感知過程與噴射機(jī)制,4月10日,相關(guān)研究成果以The Holothuria leucospilota genome elucidates sacrificial organ expulsion and bioadhesive trap enriched with amyloid-patterned proteins為題,發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。
     
      “吐絲”是許多熱帶海參遭到敵害威脅時(shí),從肛門處噴出絲狀小管并黏附纏繞捕食者的一種防御機(jī)制。海參噴出的小管被稱為“居維氏器”,最早由法國古生物學(xué)家喬治·居維葉在1831年首次描述并以其名字命名。然而,190多年以來,居維氏器的成分及其黏性產(chǎn)生的機(jī)制一直是未解之迷。
     
      胡超群團(tuán)隊(duì)以廣泛分布于印度-西太平洋熱帶海域的一種居維氏器發(fā)達(dá)的玉足海參(Holothuria leucospilota)為研究對象,發(fā)現(xiàn)玉足海參的居維氏器在粘附和纏繞敵害時(shí),其外層間皮層和中層結(jié)締組織層分別提供粘性和韌性的作用。研究通過染色體級的高精度基因組測序,發(fā)現(xiàn)居維氏器外層的黏性蛋白具有長串聯(lián)重復(fù)序列,與蜘蛛和家蠶的絲蛋白類似。該類蛋白的結(jié)構(gòu)為交叉-β結(jié)構(gòu),與人類阿爾茨海默癥、帕金森癥等疾病的致病性淀粉樣蛋白相似。
     
      研究表明,玉足海參利用瞬時(shí)受體電位通道(TRPC)感受捕食者施加的機(jī)械壓力,并通過釋放乙酰膽堿信號刺激居維氏器排出。在進(jìn)化過程中,玉足海參基因組的3號和12號染色體集中形成了多個(gè)新基因。這些新基因使得居維氏器能夠接收乙酰膽堿信號,并生成淀粉樣黏性蛋白。
     
      這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)闡釋了海參“吐絲”的御敵行為機(jī)制,在研發(fā)提高人工增養(yǎng)殖海參適應(yīng)能力的技術(shù)方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值,為新型仿生水下黏合材料的研發(fā)提供了新思路。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室(廣州)人才團(tuán)隊(duì)引進(jìn)重大專項(xiàng)等的支持。
    日期:2023-04-25
     
     地區(qū): 中國
     行業(yè): 漁業(yè)水產(chǎn) 食品檢測
     標(biāo)簽: 中國 實(shí)驗(yàn) 生物 海參
     科普: 中國 實(shí)驗(yàn) 生物 海參
     
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