跨度有点大?同一个基因,跟人类的听觉有关,也跟海葵的触觉有关

来源:hao123百家号     时间:2022-04-03 10:41:43

在最近发表于《eLife》上的一项新研究中,由美国加州大学的生物科学研究人员领导的一个国际研究团队,发现了一种古老的发育基因,它既存在于人类的基因组中,也存在于海葵的基因组中,该基因与海葵触须的触觉以及人类的听觉有关。

这种被称为POU-IV的基因,对人类内耳听觉细胞的发育非常重要。

包括水母、珊瑚和海葵在内的刺细胞动物(都属于辐射对称动物),与两侧对称的脊椎动物或无脊椎动物的有着共同祖先。辐射对称动物由两胚层发育而来,两侧对称动物由三胚层发育而来,而三胚层由两胚层演化而来,因此两侧对称动物比辐射对称动物高级。

绝大多数两侧对称动物,其起源于寒武纪物种大爆炸时期,因此,这个“共同祖先”可能要追溯到5到5.4亿年之前更久的时间。而这个POU-IV基因如今在刺细胞动物和人类身上都有保留,证明它已经存在了不少于5亿年,足见它有多古老。

刺细胞动物对研究人类进化史很有用,因为两侧对称动物和刺细胞动物的共同特征可能存在于我们最后的共同祖先中。值得注意的一个特征是神经系统,两侧对称动物和刺细胞动物在神经发育中使用相似的基因集。

脊椎动物内耳中的听觉细胞被称为毛细胞,它们通过接收振动来实现听觉。虽然人们不知道海葵是否能听到声音,但它们的触手上有类似的细胞,也被称为毛细胞,它们用来感知猎物的运动。

在哺乳动物中,POU-IV基因是毛细胞正常发育所必需的,而缺乏POU-IV基因的小鼠是失聪的。海葵也有POU-IV基因,但在研究小组开展工作之前,还没有人研究过它在海葵毛细胞发育中的作用。

研究人员敲除了海葵中的POU-IV基因,发现这样会导致触角毛细胞的异常发育,消除了动物对触摸的反应。他们还发现,POU-IV基因会打开海葵中的多囊蛋白1基因,这是脊椎动物肾细胞正常液体流量感应所必需的。综上所述,这表明POU-IV基因在触觉的发展中起着非常古老的作用,至少可以追溯到我们与海葵的最后一个共同祖先。

研究人员称:“这项研究令人兴奋,因为它不仅开辟了一个新的研究领域,探讨了海葵的机械反应是如何发展和发挥作用的,而海葵有很大的研究潜力,有待我们去进行新的和重要的发现。但它也告诉我们,我们听觉的组成部分有着远古的进化根源,可以追溯到前寒武纪的数亿年前。”

所以,下次你再见到海葵的时候,你该知道,你和它身上有着一个共同的基因,这个基因起源于5亿年前甚至更久的时间,这个基因既跟你的听觉有关,也跟海葵的触觉有关。你说这个跨度是不是有点太大了?

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