格陵兰鲨:跨越世纪的视觉系统功能与抗衰老机制
编辑者: Olga Samsonova
地球上寿命最长的脊椎动物——格陵兰鲨(Somniosus microcephalus),其视觉系统即便在极端高龄下仍保持高度功能性,这一发现挑战了先前关于这些深海生物因年迈和角膜寄生虫而近乎失明的假设。这项由瑞士巴塞尔大学、加州大学欧文分校等机构的科学家合作完成的研究,已发表于权威期刊《Nature Communications》上,为理解长寿物种的组织维护机制提供了关键视角。
研究人员分析了估计年龄超过百年的格陵兰鲨眼部样本,发现其视觉系统展现出与深海环境高度契合的特化特征。格陵兰鲨的视网膜结构完全由视杆细胞主导,这种细胞类型完美适应其栖息地微弱的蓝光环境,与依赖视锥细胞的明视觉系统形成对比。功能性实验证实,其视蛋白(Rhodopsin)的感光蛋白对458纳米波长的蓝光进行了精确调谐,这最大化了在深海幽暗环境中对现有光线的捕获效率。
值得注意的是,尽管这些鲨鱼的角膜上常见桡足类寄生虫(Ommatokoita属),但对角膜透光率的测量显示,在与视蛋白敏感波段相关的蓝光区域,其透光率仍可达到66%至100%,表明仍有足够光线抵达视网膜。更引人注目的是,分子测试结果明确指出,即使在最年长的样本中,研究人员也未检测到视网膜退化或细胞死亡的迹象,这与多数脊椎动物随着年龄增长出现的光感受器进行性丢失形成鲜明反差。科学家们将这种非凡的长期保存能力归因于视网膜中活跃表达的、强健的DNA修复相关基因机制。
格陵兰鲨的基因组研究揭示了其长寿的潜在分子基础,其基因组包含约64.5亿个碱基对,拥有22,634个基因。研究团队特别关注了与DNA修复相关的“跳跃基因”(转座子),这些基因在格陵兰鲨体内似乎发挥了有益作用,可能通过增强DNA修复能力来延缓衰老过程。此外,被视为“基因组守护者”的TP53基因在格陵兰鲨体内存在序列差异,这可能影响了其蛋白结构和DNA处理能力,从而延长了寿命,尽管此点仍需进一步的细胞实验验证。
这项关于格陵兰鲨视觉系统如何跨越数百年依然保持敏锐的研究,不仅为生命科学界提供了关于感官系统在极端环境下适应性进化的深刻见解,也为人类医学领域带来了潜在的启发。特别是其视网膜的长期健康维护机制,可能为未来开发针对青光眼等年龄相关性人类眼部疾病的治疗方案提供了宝贵的线索,正如加州大学欧文分校的Dorota Skowronska-Krawczyk博士及其同事所指出的那样。这种对衰老损伤的抵抗力,是生物学界研究组织长寿和再生潜力的一个活体范例。
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来源
ScienceAlert
Oxu.Az
NOAA
UC Irvine News
Popular Science
ScienceAlert
Resilience to cardiac aging in Greenland shark Somniosus microcephalus
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