科普：鐵線蟲為何能操縱宿主“自殺”
新華社東京10月23日電（記者錢錚）寄生于陸生昆蟲螳螂體內(nèi)的鐵線蟲為了到河里或池塘里產(chǎn)卵，會(huì)操縱宿主投水自盡。鐵線蟲為何能操縱宿主“自殺”？日本研究人員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)從分子層面揭秘了這一現(xiàn)象。
日本理化學(xué)研究所、神戶大學(xué)等日前聯(lián)合發(fā)布新聞公報(bào)說(shuō)，他們從寄生于螳螂的鐵線蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了大量可能來(lái)自螳螂的基因，這種寄生生物同分類學(xué)上差異巨大的宿主之間發(fā)生大規(guī)模水平基因轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，可能與鐵線蟲操縱螳螂的行為有關(guān)。水平基因轉(zhuǎn)移指的是遺傳物質(zhì)從一個(gè)生物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)生物體的交換整合過(guò)程。
據(jù)公報(bào)介紹，研究團(tuán)隊(duì)以鐵線蟲以及其宿主狹翅大刀螳為研究模型，分析這類寄生蟲操縱宿主時(shí)兩者體內(nèi)的基因表達(dá)如何變化。他們將鐵線蟲按“操縱前”、“操縱中”和“操縱后”，螳螂則按“操縱前”、“操縱中”和“未感染”各分成3組，分析鐵線蟲全身基因表達(dá)以及螳螂大腦基因表達(dá)。
研究人員發(fā)現(xiàn)，鐵線蟲基因在“操縱中”的時(shí)候呈現(xiàn)顯著表達(dá)變化，具體來(lái)看，有超過(guò)3000個(gè)基因表達(dá)水平上升，約1500個(gè)基因表達(dá)水平下降。他們還表示，只在鐵線蟲身上觀察到了伴隨操縱宿主過(guò)程發(fā)生的基因表達(dá)變化。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，鐵線蟲體內(nèi)許多在操縱宿主方面發(fā)揮重要作用的基因與螳螂的基因非常相似，這表明鐵線蟲是通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移獲得這些基因的。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，鐵線蟲超過(guò)1400多個(gè)基因與宿主的基因相匹配，但經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，不以螳螂為宿主的鐵線蟲缺乏這些基因或與之差異很大。他們認(rèn)為，這些與宿主基因相匹配的鐵線蟲基因，尤其是它們中與光感知、生理時(shí)鐘等有關(guān)的基因，在鐵線蟲操縱宿主的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。
公報(bào)說(shuō)，本次研究表明，鐵線蟲可能利用大規(guī)模水平基因轉(zhuǎn)移，高效地介入宿主的神經(jīng)系統(tǒng)，從而使宿主出現(xiàn)投水自盡行為。研究論文已發(fā)表于新一期美國(guó)《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上。
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