斑马鱼实验中发现编码糖磷酸化酶基因,为防晒带来福音
就像很多人去海滩前需要防晒霜一样,细菌、真菌和藻类这些经常和太阳打交道的生物也需要“防晒”,这些生物会产生很多小分子吸收紫外线来保护自己。这些防晒小分子中,有一些被称作类菌胞素氨基酸(MAAs)和gadusol的化合物,常常在珊瑚、无脊椎动物和鱼类中被发现。
一直以来,会发现这些防晒小分子的地方都局限在细菌或者其它一些食物中有这些防晒小分子的海洋生物体内。可现在,俄勒冈州立大学的学者发现斑马鱼自身就能合成gadusol。他们列举了很多证据证明合成gadusol和微生物合成MAAs的通路是不同的。更甚至,学者证明gadusol生物合成基因也在鸟类、爬行类和其他生物体内被发现。
因为斑马鱼是一种较为常见的模式生物,与人的同源性较高,研究员首先针对斑马鱼进行了研究,结果在斑马鱼身上发现了编码糖磷酸化酶的基因。生物合成MAAs过程中的核心酶就属于糖磷酸化酶家族,但鉴于脊椎动物缺乏糖磷酸化酶,研究者对于能在斑马鱼身上发现该酶的基因无疑是非常惊讶的。为了进一步验证该基因和相关小分子合成的关系,研究者首先在大肠杆菌内表达了该基因后证明了EEVS类似蛋白是功能性糖磷酸酸环化酶。接着将该基因的相邻未知基因MT-Ox(甲基化和氧化)也在大肠杆菌中表达后,发现了能生成吸收紫外线的小分子gadusol,这是gadusol生物合成机制的首次证明。
有了这两个发现以后,研究员开始研究斑马鱼能否真的生成gadusol。定量逆转录-PCR分析和对斑马鱼胚胎的有机萃取展示出gadusol生物合成基因在发育中的胚胎中表达而且确实产生了gadusol。这个实验也许为防晒事业打开了一道崭新的大门,虽然道路漫长却是个有趣的发现。
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