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        毒液形狀解開蝎子家譜
        
			
        
				2019-03-07 11:06:19
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        作為一個在墨西哥長大的孩子，Carlos Santibanez-Lopez擔(dān)心蝎子會經(jīng)常裝飾他家的墻壁和天花板，尋找有充足食物的溫暖地方。因此，當(dāng)一個大學(xué)項目讓他在晚上使用黑光燈收集蝎子時，他決定面對他對蝎子和黑暗的雙重恐懼。“我做到了，我喜歡它，”威斯康星大學(xué)麥迪遜分校博士后研究員Santibanez-Lopez說。“當(dāng)你看到一只蝎子在黑光下發(fā)光時，它太棒了。我只是立刻迷上了。”
        

        毒液形狀解開蝎子家譜
        

        當(dāng)他開始深入研究蝎子時，Santibanez-Lopez開始了解蝎子家譜是一個糾結(jié)的混亂?？茖W(xué)家將他們的工作集中在少數(shù)對人類有害的物種上，往往忽略了大約2,400種蝎子的完全多樣性。蝎子非常相似的身體計劃 - 通常是區(qū)分物種的方式 - 進一步混淆物種。
        

        在與威斯康星大學(xué)麥迪遜綜合生物學(xué)教授Prashant Sharma的新工作中，Santibanez-Lopez重新嘗試解開蝎子家譜，不是使用蜘蛛體的形狀和結(jié)構(gòu)，而是使用它們的毒液形狀。
        

        通過預(yù)測數(shù)十種蝎子物種的毒液分子采用的三維形狀，Santibanez-Lopez和Sharma已經(jīng)確定了一種可以追溯到今天蝎子共同祖先的分裂。一個分支采用了稍微窄一點的毒液。另一個分支的毒液更圓。不同形式也是毒液功能的基礎(chǔ)：每種形狀都有自己的獵物分子靶。
        

        這是第一次使用分子的形狀代替解剖學(xué)來組織進化關(guān)系，這提示了解開整個自然界中發(fā)現(xiàn)的許多復(fù)雜家譜的新方法。
        

        這項工作于11月14日在PeerJ期刊上發(fā)表。Sharma和Santibanez-Lopez與UW-Madison Department of Botany和北卡羅來納大學(xué)夏洛特分校的研究人員合作。
        

        研究人員利用55種蝎子和3000多種基因的基因組序列構(gòu)建了一個初步的家譜。這棵樹重現(xiàn)了Sharma在2015年所做的工作的主要發(fā)現(xiàn)，展示了今天蝎子的共同祖先的兩個主要分支：Buthida和Iurida。
        

        但基因組序列從未說明整個故事。其他特征，通常是解剖結(jié)構(gòu)，可以幫助確定DNA是否說實話。
        

        “我們?nèi)狈χС诌@棵樹的其中一件事就是形態(tài)學(xué)，”夏爾馬說。“但蝎子基本上看起來都一樣。它們通常被稱為'活化石'，因為它們自從它們最初進化以來變化不大。”
        

        所以Santibanez-Lopez和Sharma轉(zhuǎn)向了蝎子的毒液，這是蜘蛛的特征之一。利用一種蝎子毒液分子的已知結(jié)構(gòu)作為支架，研究人員預(yù)測了來自蝎子家譜的41種不同毒液的形狀。
        

        他們發(fā)現(xiàn)Iurida毒液類似于三維拼圖塊，而Buthida毒液則更為球形。這些不同的形狀支持并重建了從基因組序列發(fā)展而來的家譜，提供了一種物理基礎(chǔ)，即蝎子難以區(qū)分的解剖結(jié)構(gòu)根本不可能。
        

        “我們正在應(yīng)用為解剖數(shù)據(jù)開發(fā)的技術(shù)并將其降低到分子水平，”Sharma說。
        

        研究人員還發(fā)現(xiàn)，這些毒液在過去3億年的演化過程中發(fā)生了極大的變化。這種保守主義證明毒液的形狀受到獵物中分子靶標(biāo)的一致性的限制，其中毒液破壞了神經(jīng)細(xì)胞。
        

        由于毒液的形狀帶有關(guān)于其在獵物中的功能的信息，Santibanez-Lopez和Sharma認(rèn)為類似的方法可以幫助預(yù)測特定物種對人類造成多大的威脅 - 這將擊敗Santibanez-Lopez痛苦的，真實世界的經(jīng)驗分離從嚴(yán)重的叮咬中溫和。
        

        “你可以知道哪些可以用手來處理，”他說。
        
			

			
          
        
			
        
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