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科学》:美科学家发现首例动物体内自制胡萝卜

  科学“:美国科学家发现第一例动物自制的胡萝卜素现象

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动物体内多种物质需要保护视力和皮肤健康,促进骨骼生长,并保持其他重要的生理功能。胡萝卜素是这些物质的基础。常见的蔬菜胡萝卜中含有大量的β-胡萝卜素,这是胡萝卜本身的原因,也是维生素A构成的基础。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,亚利桑那大学研究人员发表的一项新研究改变了人们的观点,他们发现一种名为豌豆蚜虫的昆虫可以产生自己必需的营养物质 - 胡萝卜总理由生态学教授南希·莫兰(Nancy Moran)领导的研究小组和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,研究论文发表在“科学”杂志上,莫兰说,从黄色的蛋黄到虾和鲑鱼的粉红色,然后火烈鸟,西红柿,胡萝卜,青椒和金盏花,粉红色等等,这些颜色背后都是胡萝卜在“引起麻烦”的时候,人们从胡萝卜素的广泛分布中,不难理解它实际上存在于每一个生命的一角。
Moran及其同事了解到他们如何通过在实验室培育豌豆蚜虫而获得产生类胡萝卜素的能力。其他科学家最近完成的豌豆蚜基因组测序工作。
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豌豆蚜虫英文名Acyrthosiphon pisum,它们的颜色是红色和绿色两种。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,当Moran和他的同事在实验室发现红色的5A系豌豆蚜虫奇迹般地繁殖黄绿色的后代时,已知这是豌豆蚜基因突变的结果,它们是指新生的黄色青豌豆蚜为5AYs,并在实验室培养他们为“宠物”,想一天他们将有机会看到这种颜色变化的真正原因。
豌豆蚜虫这些共生菌是生活在豌豆蚜虫特有的细胞中,并直接从它们的母豌豆蚜传给它们的后代,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,蚜虫将会继续西服
Moran研究豌豆蚜虫和细菌系统10年,知道有3种主要的不生产胡萝卜素的共生细菌,另外她也很清楚豌豆蚜虫没有胡萝卜素从他们的食物,因为豌豆蚜虫得到的食物他们需要从植物中抽取韧皮部汁液,这些植物本身对胡萝卜素和胡萝卜素贫乏的蚜虫与植物不一样。
到2009年底,Moran决定使用这些基因序列找到豌豆蚜虫的胡萝卜素基因,所有的豌豆蚜虫DNA测序完成后与研究人员共享。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。
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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。
\\ u0026>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性与其他研究小组的结果是一致的,即豌豆蚜虫本质上具有两种颜色的原因是红豌豆蚜虫更易受寄生蜂的影响,而青豌豆蚜虫更易受他们的天敌,如瓢虫。
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疑难解答的关键在于基因片段的来源。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联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。
\\ u0026>动物有许多需要反映祖先基因的丧失。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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