筑波大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種控制櫛水母獨(dú)特運(yùn)動的蛋白質(zhì)。
梳狀水母兩側(cè)可見的彩虹移動燈光是海洋中最迷人的景象之一?，F(xiàn)在，日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種蛋白質(zhì)，可以控制這些光的運(yùn)動，進(jìn)而控制這些明確無誤的水下生物的運(yùn)動。
在最近發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》上的一項(xiàng)研究中，筑波大學(xué)的科學(xué)家們在梳狀果凍中發(fā)現(xiàn)了一種蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)對于梳狀板的發(fā)育和運(yùn)動至關(guān)重要，梳狀的身體結(jié)構(gòu)使這些動物得名。
從海洋表面到海洋深處都可以找到梳狀水母，也稱為櫛水母。這些饑餓的海洋捕食者的特點(diǎn)是沿著它們的身體兩側(cè)延伸著八條明亮、彩虹色的波紋帶。這些帶由成排的梳狀板組成，梳狀板有數(shù)以萬計(jì)的微小毛發(fā)狀結(jié)構(gòu)，稱為纖毛。梳狀水母通過這些梳狀板的拍打被推進(jìn)水中。纖毛的同步波狀運(yùn)動會散射周圍的光線，從而產(chǎn)生彩虹般的色彩。
“纖毛與稱為分隔薄片 (CL) 的結(jié)構(gòu)捆綁在一起，”作者 Kazuo Inaba 教授說。“這些薄片被認(rèn)為對纖毛的定向和同步運(yùn)動很重要。在之前的一項(xiàng)研究中，我們發(fā)現(xiàn)了一種名為 CTENO64 的蛋白質(zhì)，它是纖毛定向所必需的，但只存在于 CL 的一部分中。我們?nèi)匀粵]有完全理解薄片的整體結(jié)構(gòu)。”
梳板分為兩個(gè)不同的隔室：近端和遠(yuǎn)端。了解到 CTENO64 存在于近端隔室中，并且為了更好地了解 CL 的分子組成，研究人員檢查了整個(gè)梳狀板中發(fā)現(xiàn)的整個(gè)蛋白質(zhì)。他們確定了那些既豐富又僅在梳狀板細(xì)胞中顯示基因表達(dá)的細(xì)胞。該搜索闡明了 21 種蛋白質(zhì)，包括一種新檢測到的名為 CTENO189 的蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)與 CTENO64 位于不同的 CL 區(qū)域。
“當(dāng)我們敲除這種新發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)的基因時(shí)，CL 根本沒有出現(xiàn)在梳板的遠(yuǎn)端區(qū)域，”Inaba 教授解釋說。“仔細(xì)觀察結(jié)構(gòu)會發(fā)現(xiàn)，雖然梳狀板正常形成，但纖毛雜亂無章，正常的波浪狀運(yùn)動模式消失了。”
總之，這些研究表明 CL 的兩個(gè)不同區(qū)域在控制梳狀水母的運(yùn)動中起著不同的作用。近端 CL 提供了堅(jiān)固的建筑基礎(chǔ)，而遠(yuǎn)端 CL 確保纖毛之間的彈性連接。CL 中發(fā)現(xiàn)的這些蛋白質(zhì)共同維持推動梳狀水母穿過其海洋環(huán)境的漣漪運(yùn)動。
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