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適應生存壓力的關鍵分子

有一種蛋白質可能有助於魚類適應從溪流棲息到黑暗洞穴。


適應生存壓力的關鍵分子

有一種蛋白質可能有助於魚類適應從溪流棲息到黑暗洞穴。


撰文/葛林伍德(Veronique Greenwood)
翻譯/涂可欣

 

  演化論的傳統觀點是:生物的基因會隨機突變,天擇會篩選出最有利的變異。最近發表於《科學》的一篇研究,為這個學說增添了轉折:在環境優渥時,變異可能會隱藏在群體基因組中,直到有生存壓力時才表現出來,幫助生物適應。 


  這個理論的主角是名為HSP90的蛋白質,它會與其他蛋白質結合,並維持它們的正確摺疊構造。美國麻省理工學院的生物學教授林奎斯特(Susan Lindquist)是這篇論文的作者之一,她過去幾十年來的研究已證實,一旦把HSP90分離開來(這種情形可能發生在物種面對新環境壓力時),原本看來一致的性狀便會突然顯現出很多變異。 


  科學家認為,當HSP90維持著蛋白質的特定形狀時,可以彌補數代累積起來的細微改變,然而當壓力使得HSP90應接不暇時,蛋白質的其他形狀就會顯現出較多變異性狀,讓天擇能篩選那些新性狀,幫助生物適應。


  哈佛大學的羅納(Nicolas Rohner)是這篇論文的第一作者,他利用棲息於河流的墨西哥麗脂鯉(Mexican tetra)來測試這個想法。墨西哥麗脂鯉有一個變異種,牠們的祖先在很久以前落入水底洞穴,之後適應新環境而失去了視力。 


  羅納和同事把棲息於河流表面的品系養殖在可抑制HSP90的水中,發現那些魚的眼睛和眼窩大小出現較多變異。若用水質類似水底洞穴的水來養殖河流種,後代眼睛大小同樣也比正常時有較多變異。 


  這些發現雖不能證明HSP90會掩蓋讓魚類眼睛改變的變異,卻代表這個想法可能發生。HSP90在壓力下如何誘發變異,目前仍是個謎,但已成為熱門的研究主題。


【本文轉載自科學人2014年5月號】