研究人員發現了一種控制梳狀水母獨特運動的蛋白質
梳狀水母兩側五光十色的彩虹邊緣是海洋中最迷人的景象之一,現在,日本科學家已經發現了一種控制這些燈光運動的蛋白質,研究結果延伸到這些水下生物的運動。在最近發表在《當代生物學》上的一項研究中,來自筑波大學的科學家在梳狀水母中發現了一種蛋白質,這種蛋白質對於它們的梳狀板的發展和運動至關重要,這些梳狀的身體結構使這些動物獲得了它們的名字。
櫛水母,從海洋表面到海洋深處都可以找到。這些海洋捕食者的特徵是沿著它們的側面有八條明亮的、彩虹色的波紋帶。這些帶子是由一排排梳子一樣排列的薄片組成的,上面有數以萬計的被稱為纖毛的微小頭髮狀結構。梳狀水母通過這些梳狀板的跳動而在水中推進。纖毛的同步波浪式運動使周圍的光線散射開來,從而形成一道色彩斑斕的彩虹。
作者Kazuo Inaba教授說:”纖毛被捆綁在一起的結構被稱為隔層膜(CL)。這些薄片被認為對纖毛的定向和同步運動很重要。在以前的一項研究中,我們發現了一種叫做CTENO64的蛋白質,它是纖毛定向所需要的,但它只在CL的一個部分被發現。我們仍然沒有完全理解梳狀板的整體結構。”
梳狀板被分為兩個不同的區間:近端和遠端。有了CTENO64被發現在近端區間的知識,為了更好地了解CL的分子組成,研究人員檢查了整個梳狀板上發現的整個蛋白質。他們確定了那些既豐富又只在梳狀板細胞中顯示基因表達的蛋白質。搜索工作闡明了21種蛋白質,包括一種新檢測到的名為CTENO189的蛋白質,它存在於CL的一個與CTENO64不同的區域。
“當我們敲除這個新發現的蛋白的基因時,CL在梳狀板的遠端區域根本沒有出現,”Inaba教授解釋說。”對結構的仔細觀察表明,雖然梳狀板形成正常,但纖毛處於混亂狀態,正常的波狀運動模式消失了。”
這些研究共同表明,CL的兩個不同區域在控制梳狀果凍的運動方面發揮著不同的作用。近端CL提供了一個強大的建築基礎,而遠端CL確保纖毛之間實現彈性連接。在CL中發現的這些蛋白質共同維持著漣漪狀的運動,推動著梳狀水母在其海洋環境中運動。