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你可能认为“恶魔蠕虫”有火热的眼睛和分叉的尾巴——或者至少有角。但在显微镜下,它看起来一点也不像它的昵称。测量不到半毫米,它是一个小动物弯弯曲曲。
“没什么特别威胁他们,”约翰·Bracht说美国大学的分子生物学家在华盛顿特区,唯一的主人,魔鬼虫子生活在美国实验室。相反,蠕虫,一种线虫,赢得冠军,因为它以某种方式成功地生活在地狱般的环境,他说。
在2011年首次被发现,H. mephisto是迄今为止发现的最长寿的陆地动物之一。唯一一只在野外捕获的活的是从南非金矿地下1.3公里处的含水层中过滤出来的水(SN: 6/1/11)。在那样的深度,恶魔蠕虫必须适应低氧、高甲烷水平和37摄氏度左右的温度。
捕获的虫子下了8个蛋。现在,多亏了这种线虫的后代,科学家们有了一些基因线索来了解线虫是如何忍受这些条件的。
Bracht和他的团队于11月21日在《自然通讯》杂志上发表报告称,这些线虫拥有两个与热休克和细胞存活有关的基因副本。Bracht说,随着时间的推移,收集这些额外的拷贝可能有助于魔鬼蠕虫应对极端条件并深入地下。
研究人员发现,H. mephisto有大约112个制造Hsp70蛋白的基因副本,沐鸣平台登陆线路这些Hsp70蛋白可以修复因热应激而分解的受损蛋白。这与魔鬼蠕虫最近的亲戚已经分析了它的基因指令书或基因组是一个巨大的飞跃——一个线虫有35个Hsp70基因拷贝。实验室的热应力测试显示,当温度在38到40摄氏度之间时,这些基因会产生更多的Hsp70蛋白。这表明这些蛋白质在某种程度上帮助了恶魔蠕虫吸收热量。
Hsp70蛋白”可能是一个途径,以防止损坏或清理损伤,“Jesper Sørensen说,丹麦奥尔胡斯大学的进化生物学家没有参与这项工作。
但没有参与这项研究的英国欣克斯顿韦康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute in Hinxton)的基因组生物学家马克·布拉克斯特(Mark Blaxter)说,还需要进一步的研究来直接将Hsp70基因的扩展与一种帮助蠕虫生活在地下的适应能力联系起来。到目前为止,还没有证据证明这些变化有助于生存。
恶魔蠕虫也有额外的AIG1拷贝,沐鸣平台登陆线路这是一种控制细胞生死的基因。研究人员说,一种与植物根有关的真菌可能把这种基因转移到了线虫的祖先很久以前的魔鬼蠕虫身上。现在,蠕虫体内大约有63份AIG1基因。(线虫的原型,秀丽隐杆线虫,只有一个基因看起来有点相似。)在用魔鬼蠕虫进行的热压力测试中,这些基因的生产力并没有随着温度的变化而变化。相反,额外的AIG1基因拷贝可能会帮助蠕虫应对它们环境中的其他一些压力,Bracht说。
另一种生物,太平洋牡蛎(Crassostrea gigas),也有额外的Hsp70和AIG1基因,Bracht和他的同事在12月的分子进化杂志上报道。随着潮水的涨落,牡蛎的体温会出现极大的波动。Bracht说,因为在生命之树上相距很远的两只动物身上都存在相同的遗传模式,所以很可能Hsp70和AIG1基因的复制是动物适应极端环境的一般策略。