新发现的基因可能使海泡菜焕发光芒

一项新的研究描述了一种生物发光基因，这可能是所谓的“海泡菜”或pyrosomes在蓝绿光中回荡的原因。如果得到证实，那么该发现将是第一个从碳酸盐中鉴定出的生物发光基因，该基因包括所有脊椎动物以及两类无脊椎动物：海鞘(包括pyrosome)和柳叶菜。这项研究今天发表在《科学报告》杂志上。

圣弗朗西斯学院助理教授迈克尔·泰斯勒(Michael Tessler)表示：“我们知道，在整个生命树中，有数百种生物能够产生光，并且它们出于各种原因而发光。”他是美国自然历史博物馆的博士后研究员。“我们的工作表明，至少有一些动物共有一个共同的基因，这些基因有一些小变化就可能导致这种生物发光。像这样的基准基因可以帮助解释这些非常不同的生物中有多少，例如脆性的。星和海泡菜，最终具有相同的发光能力。”

这项研究的想法于2017年提出，当时合著者大卫·格鲁伯(David Gruber)是博物馆研究助理，巴鲁克学院(Baruch College)的总统教授，当时他在巴西沿海地区测试了一种装备在潜水器上的新型收集工具：柔软的机器人手意在轻轻抓住精致的海洋生物。由达利奥家庭基金会和OceanX资助的包括博物馆馆长约翰·斯帕克斯(John Sparks)在内的探险队收集了精选的香肠大小的脂质体(Pyrosoma atlanticum)。

这些凝胶状的殖民地是由数百种称为动物的小动物组成的，每只动物都有心脏和大脑，它们共同运动，进食和呼吸。焦糖体这个名字在希腊语中被翻译为“火体”，源自其独特的生物发光显示，与许多生物发光动物不同，它可以被光触发。尽管在17和18世纪，脂质体吸引了自然主义者的注意，但有关其生物发光的许多最基本的事实仍然难以捉摸。

“了解焦糖体生物发光的生化途径特别令人感兴趣，因为作为碳酸盐动物，这些动物与脊椎动物以及与我们作为人类的人相比，与许多更传统的生物发光生物(如水母)密切相关。或萤火虫，”格鲁伯说。

像其他生物发光生物一样，高温脂质体依靠底物(荧光素)和基因(荧光素酶)之间的化学反应产生光。研究人员发现，将一种常见类型的萤光素(称为腔肠素)与大西洋焦霉(Pyrosoma atlanticum)混合会导致生物发光。为了进一步研究该反应的内部工作原理，他们对在巴西以及在加拿大温哥华岛附近一片大花中发现的其他标本中的脂质体的RNA进行了测序。

研究人员发现了一个与萤光素酶相匹配的基因，该酶通常在海紫罗兰，水母，海葵和珊瑚的近缘生物中发现。他们证实，新发现的pyrosome基因确实可以通过在细菌菌落中表达并添加腔肠素来产生光。

巴鲁克学院(Baruch College)的合著者兼助理教授让·加夫尼(Jean Gaffney)说：“参与这项研究的感觉就像是一部关于百日咳在黑暗中发光的神秘小说的一部分。” “我从未与一个看似如此陌生的物种合作过，但是作为cho虫，我们与之极为相似。”

最近从生物发光的脆性恒星中预测到类似的基因，表明这些类型的荧光素酶可能已经从基线基因收敛进化。

泰斯勒说：“这项研究推动了有关焦小体生物发光的争论。” “我们为这种动物产生自己的光这一想法提供了理由，并且由于在整个动物生命树中反复出现的一种进化模式，它也许能够做到这一点。”

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