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一个基因多次发明血红蛋白

得益于海洋蠕虫Platynereis dumerilii(一种基因进化非常缓慢的动物),来自CNRS,巴黎大学和索邦大学的科学家与圣彼得堡大学和里约热内卢大学的科学家一起证明了血红蛋白在几个物种中独立出现,实际上是由它们的最后共同祖先传播给所有人的单个基因产生的。这些发现发表于2020年12月29日的BMC进化生物学。

具有红色血是不是特有的人或哺乳动物。这种颜色来自血红蛋白,血红蛋白是一种复杂的蛋白,专门用于运输脊椎动物循环系统中的氧气,但也可以用于类动物(蠕虫家族,其中最著名的成员是earth),软体动物(尤其是池塘蜗牛)和甲壳类动物(例如水蚤)或“水蚤”)。人们认为,血红蛋白在如此多样的物种中出现,在进化过程中一定已经“发明”了好几次。但是最近的研究表明,所有“独立地”出生的血红蛋白实际上都来自一个祖先基因。

雅克·莫诺德研究所(CNRS /巴黎大学),Matoère和Systèmes实验室实验室,罗斯科夫站生物学(CNRS / Sorbonne大学),圣彼得堡大学(俄罗斯)和里约热内卢大学的研究人员de Janeiro(巴西)对带有红色血液的小型海洋蠕虫Platynereis dumerilii进行了这项研究。

它被认为是进化缓慢的动物,因为其遗传特征与大多数动物的Ubililateria的海洋祖先的遗传特征相近。通过将它们与其他带有红血球的物种进行比较来研究这些蠕虫,有助于追溯血红蛋白的起源。

该研究集中于血红蛋白所属的广泛家族:球蛋白,几乎存在于所有“储存”氧气和一氧化氮等气体中的蛋白质。但是,球蛋白通常在细胞内部起作用,因为它们不像血红蛋白那样在血液中循环。

这项工作表明,在所有带有红血球的物种中,都是由同一基因组成的一种名为“细胞球蛋白”的球蛋白,该球蛋白独立地进化成为编码血红蛋白的基因。这种新的循环分子使氧气在祖先中的传输效率更高,祖先变得更大且更活跃。

现在,科学家们希望通过研究何时以及如何出现双侧脉管系统不同的专门细胞来改变规模并继续这项工作。

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