許多的科學家們都夢想,能夠通過某個研究發現獲得對自然的基本認識,可以利用它來挽救人們的生命,幫助保護瀕臨滅絕的物種。在《細胞》(Cell)雜志上報道的一項新研究中,一個日本的研究小組站在了實現這一幾乎不可能的壯舉的邊緣。
Unagi是一種生活在中國東海、韓國、日本和菲律賓北部淡水和海水中的日本淡水鰻魚。根據RIKEN腦科學研究所的研究人員所說,這種鰻魚具有的一種熒光蛋白,有可能成為開發一種革命性新型膽紅素臨床測試的基礎。膽紅素是人類肝功能、溶血和黃疸的一個重要的指標。此外,研究發現還可能推動保護神秘的瀕危的Unagi。
從廚房到實驗室,再到臨床
作為日本的一道珍饈美味廣為人知,大概是由于全球變暖效應的影響,全世界范圍內的淡水鰻魚Unagi和相關物種數量都在減少,在日本Unagi處于滅絕的邊緣。然而直到現在,人們對于這一淡水鰻魚的生物學仍然幾乎一無所知。
Atsushi Miyawaki、Akiko Kumagai博士以及他們的研究小組,克隆出了來自Unagi的一個不同尋常熒光蛋白UnaG的基因。有了UnaG,這種鰻魚可以在黑暗中發光。UnaG是脊椎動物中第一個發現的熒光蛋白;從前人們認為它們只存在于像水母這樣的簡單動物中。
UnaG在自然界中的獨特之處在于,它需要一種天然的化學物質來激發其強大的綠光發射。令人意外的是,作者們發現這一化合物就是膽紅素,一種普遍用于全世界臨床實驗室、作為人類肝功能血液標記物的不穩定分子。
新型膽紅素臨床測試
膽紅素是血液中血紅蛋白的分解產物,過量存在會對機體產生毒性作用,例如可導致新生兒黃疸和核黃疸,表現為特征性的黃皮膚和黃眼睛。它還是血液檢測的一個普通標記物,醫生利用它來測評肝功能,以及進行溶血等健康評估。
通過分析UnaG的結構,研究小組發現了使得膽紅素與UnaG結合,激發UnaG光發射的一種新型熒光機制。利用這一特性,他們開發出了一種高度敏感、準確和快速的新膽紅素檢測方法,其有可能成為全球的臨床標準,并應用于兒童肝健康成為主要問題的發展中國家。
UnaG對鰻魚保護的意義
日本淡水鰻魚具有長途遷徙生命周期,生長于內陸河中,長距離游至大海產卵。作者們在日本、美洲和歐洲鰻魚的肌細胞中發現了UnaG和膽紅素,證實它們可能幫助了鰻魚在遷徙過程中完成耐力游動。UnaG的這一意外研究發現,有可能啟動立法保護瀕危的鰻魚物種。
Miyawaki 說:“我們認為,UnaG為人類健康幾個重要而當前含糊不明的領域,包括膽紅素代謝和耐力運動中的肌肉生理學,提供了一個意外的立足點。在發現UnaG之前,我無法想象基礎科學可以如此直接地影響人類健康。從一條簡單的鰻魚,我們發現了通往臨床的一條新途徑。”
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