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高山倭蛙面板如何適應強紫外環境?科研人員有了新發現

2023-01-07由 新京報 發表于 漁業

彩蛙怎麼找到了

新京報訊(記者張璐)記者11月29日從中科院昆明動物研究所獲悉,科研人員揭示了高山倭蛙面板適應強紫外環境的分子機制,對與人類面板相關的醫學健康具有重要的參考和應用價值。

陽光對於生物至關重要但又有過強的紫外輻射,不僅可能誘導黑色素瘤以及其他面板癌症的產生,嚴重的甚至還會威脅生物生存。如何防禦過多的紫外輻射對生物造成的影響,一直以來備受關注。許多生物體發展了不同的適應性特徵,以對抗紫外輻射的有害影響,例如鳥類羽毛的顏色、人體面板色素沉著等。

在分子層面,目前發現與抗氧化代謝、DNA修復途徑等相關的基因可能在預防或減少紫外輻射造成的損傷中發揮了重要作用。然而,已有研究大部分是基於實驗室對小鼠或人類細胞開展的體外紫外暴露實驗,而對於自然狀態下動物抵禦紫外輻射的機制研究,人們大多透過比較基因組分析,揭示有可能關聯的基因,尚缺乏深入的研究。

高海拔地區空氣稀薄,具有極強的紫外輻射,分佈在此的高原動物,進化出了一系列適應性表型以抵禦紫外輻射。不同於鳥類、哺乳類等具有毛髮、鱗片等覆蓋,蛙類面板裸露,沒有物理防護,這使得它們對於紫外的照射更為敏感,而生活在高原上的蛙類,例如目前世界上海拔分佈最高的蛙類——高山倭蛙,為系統解析生物紫外適應的機制提供了可遇不可求的模型。

中國科學院昆明動物研究所研究員車靜團隊長期關注青藏高原地區兩棲、爬行動物的物種形成及適應性演化問題,圍繞高山倭蛙長期開展研究工作。此次,在前期研究基礎上,車靜團隊聯合國內外5個研究團隊,以高山倭蛙為主要研究物件,透過與其低海拔近緣物種雙團棘胸蛙和棘胸蛙進行比較,揭示了高山倭蛙面板適應高海拔強紫外環境的分子調控機制。

生理實驗結果表明,紫外照射後,高山倭蛙相對於低海拔近緣種皮膚的損傷程度較小,具有更快速清除自由基的能力;代謝組資料顯示紫外照射後,高山倭蛙相較於棘胸蛙面板,分泌較多的與抗氧化、抗炎症、損傷修復等相關的代謝物(如黑色素、維生素、組胺),提示高山倭蛙演化出了高效的抵禦紫外輻射及修復紫外損傷的策略。

研究發現,高山倭蛙已形成顯著的紫外適應,系統揭示了其應對強紫外的分子抵禦調控機制。這項研究不僅有助於理解自然環境下生物對紫外環境的適應抵禦策略,還對與人類面板相關的醫學健康具有重要的參考和應用價值。

編輯 劉茜賢