金鱼“喝醉”如何应对寒冷的冬天

当湖泊冻结和氧气变得稀缺,金鱼和他们的近亲求助于酒精为生存。现在在挪威和英国研究人员发现这种特殊能力的遗传基础,发现它像啤酒酵母的发酵。

大多数动物死在几分钟之内如果缺乏氧气。但在1980年代科学家们发现鱼的Carassius属(金鱼和鲫鱼)容忍无氧的环境下通过厌氧代谢产生能量。这个生产乳酸浪费,如果允许建立这将是致命的。相反,这些鱼在骨骼肌乳酸转化为乙醇,然后整个鳃排出。这意味着他们的血液酒精含量是一样的,当我们喝一两品脱啤酒。

现在,凯瑟琳Fagernes和Goran尼尔森挪威奥斯陆大学的,和他们的同事解决了这个开关如何乙醇生产的分子神秘出现。这在他们的基因是非常有趣的,蛋白质或这些的规定,允许适应进化,“Fagernes说。

为了找到答案,研究人员利用克隆和测序获得的序列编码关键酶代谢途径;即丙酮酸脱氢酶(PDH)复杂和乙醇脱氢酶(ADH)。PDH复杂通常参与有氧能源生产,但认为这些鱼在缺氧条件下产生的乳酸转化为乙醛,当时认为是抗利尿激素转化为乙醇。

与已知序列,研究小组把金鱼和鲫鱼在缺氧的条件下,组织样本,包括大脑、心脏、肝脏和骨骼肌。分析样品后表达水平的信使核糖核酸(mRNA) -这有助于确定蛋白质使他们发现两组的基因编码的蛋白质比其他组织更丰富的骨骼肌。

一组编码的另一种酶在PDH复杂——丙酮酸脱羧酶(PDC)类似于啤酒酵母酶——这是激活,在缺乏氧气和催化乙醛生产分开PDH复杂。这实际上意味着乙醛PDC反应的产物,不仅仅是一个中间逃先前所认为的复杂,“Fagernes说。

另一个基因编码一个乙醇脱氢酶特定于骨骼肌,有利于乙醛转化为乙醇。通常,这种酶执行相反的过程。进一步的分析表明,全基因组或基因重复事件发生大约820万年前的共同祖先Carassius物种负责基因的进化。

的发现是令人兴奋的,因为他们揭示一个新图层,我们了解这些鱼生产乙醇的缺氧生存策略,”评论罗德威尔逊在埃克塞特大学的调查鱼类生理学,英国。“通过这种方式,这些鱼像啤酒酵母,显然是著名的生产乙醇,而没有其他脊椎动物都知道这样做。”