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最新消息:萤火虫发出遗传错误

作者:封面新闻

美国萤火虫Photous pyralis发光求爱场景。

美日联合研究小组对萤火虫基因组进行的一项新研究发现,萤火虫发光的能力实际上是由反复的遗传错误引起的。该研究是与麻省理工学院Wyhead研究所,康奈尔大学,日本基础生物学研究所和日本中部大学合作进行的,于10月16日在线发表在科学期刊eLife上。

最新消息:萤火虫发出遗传错误

萤火虫吸引了人类数千年的注意力,因为来自腹部发光的光,它催生了各种萤火虫文化。现代科学的发展使人类对这种发光的生物有了更深入的了解。科学家们普遍认为萤火虫发光是一种求爱。

但根据美国和日本科学家的一项新研究,萤火虫非凡的求偶能力实际上来自古代祖先细胞分裂时基因复制的错误结果。

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森林里的萤火虫。摄影/James Gould-Bourn

萤火虫能够发光,因为它们的发光细胞含有荧光素和荧光素酶。该团队对两个物种的基因进行了详细测序,日本的代表性"Flat House Fluorine"和广泛分布在美国的"photinus pyralis"。

他们发现萤火虫的荧光酶基因与脂肪酸代谢酶相似。这种脂肪酸代谢酶基因在许多生物体中很常见。但是,当萤火虫祖先的细胞一对一地分裂时,基因被错误地复制了。重复的错误复制将这种脂肪酸代谢酶基因的突变积累成荧光素酶基因。

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在萤火虫的进化中发生不正确基因复制的过程。图/日本基础生物学研究所

生物自发光现象一直是学术界关注的焦点,大部分研究成果来自发光甲虫,尤其是氟虫。科学家研究了萤火虫的自发荧光机制,其结果已广泛应用于生物和医学领域,如一种检测抗癌药物疗效的遗传标记。

但萤火虫的进化起源仍未解决。该研究的作者之一,中央日本大学副教授Yukio Owanada表示,这项研究可以提供一个了解发光生物进化历史的机会。

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日本中央大学应用生物学系发光生物学专家Yukio Yorda副教授。

据悉,这两只萤火虫作为研究对象,在1亿多年前就已经被分化,说明它们的发光基因突变还更早。

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