作者:Tobias Warnecke 来源:《自然—生态学与进化》 发布时间:2018/1/4 14:35:47
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科学家发现鹿也拥有镰状细胞

和镰状细胞性贫血患者体内的红细胞一样,麂体内的红细胞也能扭曲成异常形状。

图片来源:P. D. Butcher

鹿和镰状细胞性贫血患者拥有一些共同之处:它们的红细胞会扭曲成异常形态。如今,研究人员阐明了鹿的血液细胞中导致这种扭曲的细胞改变。此项发现解决了一个自19世纪40年代起便令科学家感到困惑的谜题,并且可能有助于科学家明确畸形的血液细胞如何使一些人抵抗疟疾。

镰状细胞性贫血患者携带一种令血红素(在血液中运送氧气的分子)结构发生扭曲的突变。这种DNA“故障”使β-球蛋白——产生血红素的两种蛋白之一 ——更具有黏性,从而导致血红素分子黏在一起并且形成僵硬的纤维。反过来,这些纤维将通常是圆盘状的红细胞扭曲成新月形或者其他异常形状。当被扭曲的脆弱的红细胞堵塞小型血管或者破裂时,患有该疾病的人会遭到疼痛、疲劳和器官受损的折磨。

来自若干种鹿的血液细胞也会呈现镰状,但科学家并不清楚是什么促成了这种改变。为此,英国医学研究委员会伦敦医学科学院进化生物学家Tobias Warnecke和同事收集了来自全球15种鹿的血液、肌肉和DNA样本。Warnecke介绍说,大多数样本来自动物园的动物,但为获得来自两种鹿、驼鹿和驯鹿的组织,他们不得不从出售罕见肉类的公司购买碎肉。

这两个物种以及北美马鹿并未表现出呈镰刀状的红细胞。当科学家将它们的β-球蛋白氨基酸序列和来自细胞呈镰状的鹿的序列进行比对时,他们发现了一处关键差异:在镰刀状红细胞中,一种氨基酸从谷氨基酸变成了缬氨酸。相同的氨基酸交换发生在引发镰状细胞性贫血的拥有错误形式的血红素内,只不过位于分子中一个不同的位置。

在鹿的红细胞中发生的这一转变似乎使它们的血红素分子倾向于聚集成纤维。研究人员在日前出版的《自然—生态学与进化》杂志上报告了这一发现。不过,和人类不同,拥有镰刀状细胞的鹿似乎是完全健康的。“我确定这里面肯定有代价,但并不清楚代价是什么。”Warnecke表示。

对于人类来说,红细胞变成镰刀状的代价是明确的。在美国,患有该疾病的人通常不会活过50岁。不过,错误的β-球蛋白基因在疟疾盛行的地方似乎出人意料的常见。这是因为仅拥有此版本基因一个缺陷拷贝的人获得了一些针对疟疾的保护,尽管研究人员并不确定被改变的蛋白如何对抗引发该疾病的寄生虫。(来源:科学网 宗华)

 
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