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成年藏羚羊通过一种不寻常的适应方式克服了高原高原上的氧气剥夺

导读成年藏羚羊通过一种不寻常的适应方式克服了高原高原上的氧气剥夺,在这种适应中,它们永久表达一种形式的血红蛋白(红细胞中的含铁氧转运蛋

成年藏羚羊通过一种不寻常的适应方式克服了高原高原上的氧气剥夺,在这种适应中,它们永久表达一种形式的血红蛋白(红细胞中的含铁氧转运蛋白),而该家族其他成员只能表达为一项新的研究表明,青少年或处于极端缺氧状态时。

通过与其他牛的比较基因组分析,Anthony Signore和Jay Storz发现,在藏羚羊的祖先中,β-珠蛋白基因簇的一个45碱基的区域-编码成年血红蛋白形式的区域-被删除了,幼体形式(具有较高的氧亲和力)在成年红细胞中代替。这些发现揭示了成年山羊和绵羊先前对氧剥夺的可逆反应如何成为哺乳动物的永久遗传固定物,该哺乳动物原产于海拔3600至5500米的区域。大部分牛科动物所表达的胎儿血红蛋白同工型都具有比成人同工型更高的氧亲和力,从而保持了氧亲和力的差异,从而促进了氧从母体到胎儿跨胎盘的转移。

为了研究藏羚羊是否进化以及如何表达这种早期的血红蛋白同种型,直到成年,Signore和Storz用已发表的基因组图集表征了藏羚羊和其他牛的球蛋白基因的基因组结构,观察到藏羚羊似乎已经遗传了含有与牛相同形式的β-珠蛋白基因的基因块。接下来,研究人员估计了不同形式的β-珠蛋白基因如何影响牛的进化史,发现藏羚羊继承了与山羊和绵羊相同的三部分β-珠蛋白基因,中间基因块含有βA(对应于少年血红蛋白)后来删除。通过体外实验,Signore和Storz证实了藏羚羊血红蛋白的确具有比所有其他牛科动物更高的氧亲和力,这有助于解释藏羚羊如何能够在远距离保持每小时70公里以上的行驶速度在氧气分压大约是海平面一半的海拔高度上,最大距离超过100公里。发现藏羚羊继承了与山羊和绵羊相同的由三部分组成的β-珠蛋白基因,后来删除了含有βA(对应于青少年血红蛋白)的中间基因块。通过体外实验,Signore和Storz证实了藏羚羊血红蛋白的确具有比所有其他牛科动物更高的氧亲和力,这有助于解释藏羚羊如何能够在远距离保持每小时70公里以上的行驶速度在氧气分压大约是海平面一半的海拔高度上,最大距离超过100公里。

发现藏羚羊继承了与山羊和绵羊相同的由三部分组成的β-珠蛋白基因,后来删除了含有βA(对应于青少年血红蛋白)的中间基因块。通过体外实验,Signore和Storz证实了藏羚羊血红蛋白的确具有比所有其他牛科动物更高的氧亲和力,这有助于解释藏羚羊如何能够在远距离保持每小时70公里以上的行驶速度在氧气分压大约是海平面一半的海拔高度上,最大距离超过100公里。

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