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科学家发现首例动物体内自制胡萝卜素现象

  科学家首先发现动物中的胡萝卜素

  动物身体需要多种保护视觉和皮肤健康的物质,促进骨骼生长和维持其他重要的生理功能。胡萝卜素是这些物质的基础。常见的蔬菜胡萝卜含有大量的β-胡萝卜素,这也是橙色胡萝卜本身的原因,也构成了维生素A的基础。长期以来,科学家们一直认为吃胴体是动物所需的胡萝卜素的唯一来源。没有书面记录,动物可以自己生产或制造胡萝卜素。然而,亚利桑那大学的研究人员发表的一项新研究改变了人们的观点,发现一种名为豌豆蚜虫的害虫可以产生胡萝卜素,胡萝卜素是其本身的必需营养素。由生态学和生物学教授南希·莫兰(Nancy Moran)亚利桑那大学的进化生物学由化学与生物化学系的研究科学家泰勒·加洛维(Taylor Galloway)领导,莫兰说,从黄色蛋黄到虾,鲑鱼粉,再到火烈鸟,番茄,胡萝卜,甜椒和金盏花粉等等,这些颜色背后的胡萝卜素“致病”,胡萝卜素广泛分布的人,不难理解,它实际上存在于生活的每个角落,通过在实验室培育豌豆蚜虫, Moran及其同事了解到他们如何获得生产类胡萝卜素的能力,她说这个研究结果来自实验室的幸运事故以及最近完成的豌豆蚜虫基因组测序工作k由其他科学家。豌豆蚜虫的英文名称为Acyrthosiphon pisum,它们的颜色是红色和绿色两者。豌豆蚜是克隆动物,“母亲”直接繁殖“女儿”,“女儿”和“母亲”具有相同的遗传特性。 2007年,Moran和他的同事在实验室发现红色豌豆蚜虫奇迹般地繁殖了黄绿色的后代,据了解这是豌豆蚜基因突变的结果,它们是指新生的黄绿色豌豆蚜虫5天,并在实验室培养他们作为“宠物”,有一天他们将有机会看到这种颜色变化的真正原因。豌豆蚜虫存在于共生细菌(共生细菌)的身体。共生菌在豌豆蚜的特殊细胞中生存,直接从母豌豆蚜传给后代,共生细菌为豌豆蚜虫提供了重要的营养,如果蚜虫共生细菌死亡,蚜虫也会随之而来,莫兰研究豌豆蚜虫和细菌系统数十年,知道有三个主要的共生细菌不生产胡萝卜素,另外,她也清楚地知道,豌豆蚜虫不会从他们的食物中得到胡萝卜素,因为豌豆蚜虫通过汲取我所需要的食物来自植物的韧皮部汁液,它们本身贫瘠的胡萝卜素和胡萝卜素的蚜虫不同于植物。到2009年底,Moran决定使用这些基因序列,在豌豆蚜的所有DNA测序完成并与研究人员共享后,找到豌豆蚜虫的胡萝卜素基因。由于有机物质使用相同的类胡萝卜素生物合成途径,Moran及其同事认为有可能直接观察豌豆蚜虫中的胡萝卜素基因。在豌豆蚜虫基因组测序中,研究人员分析了红豌豆蚜虫,它携带了胡萝卜素基因的额外拷贝,这使研究人员很容易找到导致红豌豆蚜虫的基因。莫兰和他的同事们后来研究了豌豆蚜虫的β-胡萝卜素基因的额外拷贝是否是豌豆蚜虫的DNA,不常见的共生细菌或受污染的样品。研究发现,从豌豆蚜虫中去除共生菌不会改变其后代的颜色,这表明共生细菌不是红色蚜虫的来源。然而,通过追踪在2007年获得的红色,绿色和黄绿色豌豆蚜虫的谱系,发现颜色变化是孟德尔遗传的,表明导致红色豌豆蚜虫的DNA片段是DNA的一部分豌豆蚜虫。莫兰及其同事发现的豌豆蚜虫的遗传特征与其他研究小组的结果一致,豌豆蚜虫的自然原因有两个:红豌豆蚜虫更容易寄生黄蜂,绿豌豆蚜虫更容易受到他们的天敌,如瓢虫。解释最终神秘基因片段来自的关键。研究人员发现,蚜虫中编码胡萝卜素的特定DNA片段与细菌类胡萝卜素基因不同,但与真菌类胡萝卜素基因相同。莫兰认为,真菌基因已进入蚜虫体内复制,虽然两种微生物之间的基因转移相当普遍,但作为动物DNA的真菌功能基因是人们第一次见面。莫兰说,蚜虫和致病真菌之间的长期关系可能使基因转移成为可能。也许这只是一个非常罕见的情况。然而,根据迄今为止在基因组研究中得出的结论,单一的第一个病例往往是广泛存在的东西的描述。新的发现表明,生物体及其基因组随着时间的推移而相互交织,并以不同的方式融合。似乎不同的基因组和生物之间以及家庭之间的差异比人们想象的要小得多。动物有许多需求,反映了祖先基因的丧失。这就是为什么人们在饮食中多吃氨基酸和维生素。过去,没有一种动物被认为能够夺回这些失去的力量。然而,豌豆蚜虫的情况表明,它确实获得了生产自己感兴趣的化合物的能力。点击

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