人类为什么没有尾巴？基因中的秘密可以解释原因

人类为什么没有尾巴？基因中的秘密可以解释原因 这项研究成果最近发表在《自然》（Nature）杂志上，研究人员比较了无尾猿和人类与有尾猴的DNA，发现猿类和人类都有一个DNA插入基因，但猴子却没有。研究小组设计了一系列小鼠，以研究插入基因 TBXT 是否会影响小鼠的尾巴，结果发现小鼠的尾巴会受到各种影响，包括一些小鼠出生时没有尾巴。"我们的研究开始解释进化是如何去掉我们的尾巴的，这个问题从小就吸引着我，"该研究的通讯作者、纽约大学格罗斯曼医学院的杰夫-D-博克（Jef D. Boeke）博士和伊泰-柳井（Itai Yanai）博士说。夏现在是哈佛大学研究员协会的初级研究员，也是麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的首席研究员。过去的研究发现，有 100 多个基因与各种脊椎动物尾巴的发育有关，研究作者推测，尾巴的消失是由于其中一个或多个基因的 DNA 代码发生了变化（突变）。研究作者说，值得注意的是，新的研究发现，尾巴的差异不是来自TBXT突变，而是来自在类人猿和人类祖先的基因调控代码中插入了一个名为AluY的DNA片段。这项新发现源自遗传指令转化为蛋白质的过程，蛋白质是构成人体结构和信号的分子。DNA 被"读取"并转化为RNA 中的相关物质，最终转化为成熟的信使 RNA（mRNA），从而产生蛋白质。在产生 mRNA 的一个关键步骤中，被称为内含子的"间隔"部分会被从代码中剪除，但在此之前，只需将被称为外显子的 DNA 部分拼接在一起（剪接），即可编码最终指令。此外，脊椎动物的基因组还进化出了另类剪接，即通过省略或增加外显子序列，一个基因可以编码不止一种蛋白质。除了剪接之外，人类基因组还在进化中加入了"无数"开关，从而变得更加复杂。"无数"开关是人们不甚了解的"暗物质"的一部分，它在不同类型的细胞中开启不同水平的基因。还有其他研究表明，人类基因组中的非基因"暗物质"（位于基因之间和内含子内）有一半由高度重复的 DNA 序列组成。此外，这些重复序列大多由反转座子组成，反转座子也被称为"跳跃基因"或"移动元素"，它们可以四处移动，反复、随机地插入人类代码中。据信，大猩猩、黑猩猩和人类的尾巴脱落发生在大约 2500 万年前，当时它们正从旧世界的猴子进化而来。图片来源：《自然》杂志 (2024)综合这些细节，目前这项"令人震惊"的研究发现，影响尾长的转座子插入物AluY随机出现在TBXT代码的一个内含子中。虽然它没有改变编码部分，但研究小组发现，内含子插入影响了替代剪接，这是以前从未见过的，从而导致了不同的尾长。夏发现，在人类和猿类的TBXT基因中，如果AluY插入保持在同一位置，就会产生两种形式的TBXTRNA。他们推测，其中一种形式直接导致了尾巴的缺失。纽约大学朗格尼医院系统遗传学研究所索尔和朱迪思-伯格斯坦主任博克说："这一发现非常了不起，因为大多数人类内含子都携带重复、跳跃的DNA拷贝，但对基因表达没有任何影响，而这种特殊的AluY插入却起到了决定尾巴长度这样显而易见的作用。"作者说，包括大猩猩、黑猩猩和人类在内的灵长类动物的尾巴脱落据信发生在大约2500万年前，当时灵长类动物从旧世界猴子进化而来。在这次进化分裂之后，包括现今人类在内的猿类群体形成了较少的尾椎，从而产生了尾骨。虽然失去尾巴的原因尚不确定，但一些专家认为，它可能更适合在地面上生活，而不是在树上。研究人员说，失去尾巴带来的任何优势都可能是强大的，因为它可能是在付出代价的情况下发生的。基因通常会影响身体的多个功能，因此在某处带来优势的变化可能会对其他地方造成损害。具体来说，研究小组发现，在TBXT 基因插入研究的小鼠中，神经管缺陷略有上升。系统遗传学研究所的柳井说："未来的实验将检验这样一种理论，即在古老的进化权衡中，人类尾巴的缺失导致了神经管先天性缺陷，比如脊柱裂中涉及的那些缺陷，如今每一千个人类新生儿中就有一个会出现脊柱裂。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

人类为何频繁眨眼？新研究挑战传统观点

人类为何频繁眨眼？新研究挑战传统观点 研究人员发现，眨眼对于处理视觉信息至关重要，这对视觉的传统观点提出了挑战，并有助于更广泛地修正该领域的认识。眨眼这个简单的动作，竟然占据了我们大部分的清醒时间。平均而言，人类在醒着的时候，大约有 3% 到 8% 的时间会因为眨眼而闭上双眼。鉴于眨眼会阻止外部景物的图像在视网膜上形成，我们花如此多的时间处于这种看似脆弱的状态，真是一种奇特的进化怪圈尤其是考虑到眨眼的频率比必要的频率还要高，只是为了保持眼睛的润滑。那么，为什么眨眼很重要呢？罗切斯特大学的研究人员对眨眼这一奇特现象进行了调查，发现眨眼不仅仅是保持眼睛湿润的一种机制，眨眼在让我们的大脑处理视觉信息方面也发挥着重要作用。研究人员在《美国国家科学院院刊》上发表了他们的研究成果。脑与认知科学系教授米歇尔-鲁奇（Michele Rucci）说："通过调节视网膜的视觉输入，眨眼能有效地重新格式化视觉信息，产生的亮度信号与我们通常观察场景中某一点时所体验到的信号截然不同。"鲁奇和他的同事追踪了人类观察者的眼球运动，并将这些数据与计算机模型和频谱分析（分析视觉刺激中的各种频率）相结合，研究了眨眼与眼皮闭合时相比，对眼睛所看到的东西有何影响。研究人员测量了人类对不同类型刺激（如不同细节层次的图案）的感知灵敏度。他们发现，当人们眨眼时，他们会更善于注意到逐渐变化的大图案。也就是说，眨眼能为大脑提供有关视觉场景整体大画面的信息。研究结果表明，当我们眨眼时，眼睑的快速运动会改变有效刺激视网膜的光线模式。与睁开眼睛专注于某一点时相比，这为我们的大脑创造了一种不同的视觉信号。本文第一作者、鲁奇实验室的研究生杨斌说："我们的研究表明，人类观察者从眨眼瞬态中获益，正如这些瞬态所传递的信息所预测的那样。因此，与通常的假设相反，眨眼会改善而不是破坏视觉处理，充分补偿刺激暴露的损失。"这些发现进一步加强了鲁奇实验室在视觉感知方面不断增长的研究成果，强调了人类的视觉是感觉输入和运动活动的结合。例如，当我们嗅觉或触觉时，我们的肢体动作会帮助大脑理解空间。研究人员以前认为视觉是不同的，但鲁奇的研究支持了视觉更像其他感官的观点。鲁奇说："由于空间信息在视网膜上的图像中是明确的，因此人们认为视觉感知是不同的。我们的研究结果表明，这种观点并不全面，视觉与其他感官模式的相似性比人们通常认为的要高。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究：嗅觉会影响人类对颜色感知

研究：嗅觉会影响人类对颜色感知 一项新研究发现，嗅觉会影响人类对颜色的感知，例如当人们闻到不同气味时，眼中的“颜色”会随之改变。 新华社星期天（10月8日）报道，这项发表在国际学术期刊《心理学前沿》上的新研究发现，人类大脑会“整合”视觉、听觉、嗅觉等多种感官信息来理解周围环境。 此前已有研究发现，颜色会影响人们对气味的感知，例如人们可能会觉得橙色的饮料是橙子味的，而实际上饮料是樱桃味的。 为了探究气味是否会影响人们对颜色的感知，英国利物浦约翰·穆尔斯大学等机构的研究人员对24名嗅觉和色觉正常的成年人展开测试，其中包括11名男性和13名女性，年龄介于20岁至57岁。 受试者需面对屏幕上的一个正方形色块，并通过手动调整滑块，把正方形调成中性灰色。同时，他们所在房间会被随机注入咖啡、焦糖、柠檬等不同物体的气味。 结果显示，当受试者闻到咖啡气味时，他们眼中的“灰色”更偏红棕色；当闻到焦糖、柠檬等的气味时，他们眼中的“灰色”也和真正的中性灰色有所出入；而在没有特殊气味的情况下，他们辨识出了真正的中性灰色。 研究员说，这表明气味的确会影响人们对颜色的感知，但这种影响的程度还有待进一步研究，例如闻到不太常见的气味，人们又会如何感知颜色。

解码小鼠的思维：索尔克研究所具有里程碑意义的表观基因组大脑图谱

解码小鼠的思维：索尔克研究所具有里程碑意义的表观基因组大脑图谱 这些工作由美国国立卫生研究院的"通过推进创新神经技术进行大脑研究计划"（BRAINInitiative）负责协调，该计划的最终目标是为哺乳动物的大脑绘制一幅全新的动态图像。索尔克教授、遗传学国际理事会主席、霍华德-休斯医学研究所研究员约瑟夫-埃克（Joseph Ecker）说："通过这项工作，我们不仅获得了关于哪些细胞构成了小鼠大脑的大量信息，还了解了这些细胞内的基因是如何被调控的，以及这些基因是如何驱动细胞功能的。当利用这个基于表观基因组的细胞图谱，开始研究已知会导致人类疾病的基因变异时，就会对哪些细胞类型在疾病中可能最脆弱有了新的认识"。美国国立卫生研究院大脑计划于 2014 年启动，已为研究人员提供了 30 多亿美元的资金，用于开发变革性技术并将其应用于脑科学。2021年，得到"脑神经启示录计划"（BRAIN Initiative）支持的研究人员包括索尔克（Salk）的团队公布了小鼠大脑图谱的初稿，该图谱开创了描述神经元特征的新工具，并将这些工具应用于小鼠大脑的小切片。今年早些时候，许多相同的技术被用于绘制最初的人脑图谱。在最新的工作中，研究人员扩大了研究细胞的数量和小鼠大脑的区域，并使用了过去几年才出现的新的单细胞技术。左上图：解剖小鼠大脑的三维效果图，根据解剖的脑区划分为不同的部分；左下图：小鼠大脑的三维效果图，根据解剖的脑区划分为不同颜色的部分（黄色、蓝色、水蓝色、绿色、粉色、橙色、棕色、红色）。右上角：小鼠大脑的垂直切片，不同颜色（橙色、绿色、蓝色、水蓝色、红色、紫色）代表不同细胞类型，代表特定细胞类型在该切片中的空间位置；右下角：小鼠大脑的垂直切片，不同颜色（橙色、绿色、蓝色、水蓝色、红色、紫色）代表不同细胞类型，代表特定细胞类型在该切片中的空间位置：多色圆圈（黄色、蓝色、水蓝色、绿色、粉红色、橙色、棕色、红色）代表根据表观基因组剖析在小鼠整个大脑中发现的细胞类型的数量和多样性。资料来源：索尔克研究所全脑分析和公众可及性两篇新论文的资深作者爱德华-卡拉韦教授说："这是整个大脑的研究，以前从未有过。观察整个大脑会产生一些想法和原理，而这些想法和原理是你每次观察一个部分所无法了解的"。为了帮助其他研究小鼠大脑的研究人员，新数据通过一个在线平台公开发布，不仅可以通过数据库进行搜索，还可以使用人工智能工具 ChatGPT 进行查询。索尔克研究教授玛格丽塔-贝伦斯（Margarita Behrens）补充说："将小鼠作为模式生物的人非常多，这为他们在涉及小鼠大脑的研究中提供了一个非常强大的新工具。"这期《自然》特刊共刊登了 10 篇美国国立卫生研究院大脑计划（NIH BRAIN Initiative）的文章，其中 4 篇由索尔克研究人员合著，描述了小鼠大脑的细胞及其连接。这四篇论文中的亮点包括单细胞 DNA 甲基化图谱为了确定小鼠大脑中的所有细胞类型，索尔克研究人员采用了一次分析一个脑细胞的尖端技术。这些单细胞方法既研究细胞内DNA的三维结构，也研究DNA上附着的甲基化学基团的模式这是基因受细胞控制的两种不同方式。2019年，埃克的实验室小组开创了同时进行这两项测量的方法，这让研究人员不仅能研究出不同细胞类型中哪些基因程序被激活，还能研究出这些程序是如何开启和关闭的。研究小组发现了基因在不同细胞类型中通过不同方式被激活的例子，就像用两个不同的开关打开或关闭电灯一样。了解了这些重叠的分子回路，研究人员就能更容易地开发出干预脑部疾病的新方法。埃克实验室的博士后研究员、本文第一作者刘汉清说："如果你能了解这些细胞类型中所有重要的调控元素，你也就能开始了解细胞的发育轨迹，这对了解自闭症和精神分裂症等神经发育疾病至关重要。"研究人员还对大脑的哪些区域含有哪些细胞类型有了新的发现。在对这些细胞类型进行编目时，他们还发现脑干和中脑的细胞类型远远多于大得多的大脑皮层这表明大脑的这些较小部分可能进化出了更多的功能。单细胞染色质图另一种间接确定DNA结构以及细胞正在积极利用哪段遗传物质的方法是测试哪些DNA可以被其他分子结合。加州大学圣地亚哥分校的任兵（Bing Ren）领导的研究人员（包括索尔克的埃克和贝伦斯）利用这种称为染色质可及性的方法，绘制了来自117只小鼠的230万个脑细胞的DNA结构图。然后，研究小组利用人工智能，根据这些染色质可及性模式，预测DNA的哪些部分是细胞状态的总体调控因子。他们发现的许多调控元件都位于DNA片段中，而这些DNA片段已经与人类脑部疾病有牵连；关于哪些细胞类型使用哪些调控元件的新知识有助于确定哪些细胞与哪些疾病有牵连。神经元投射和连接在贝伦斯、卡拉韦和埃克共同撰写的另一篇论文中，研究人员绘制了整个小鼠大脑神经元之间的连接图。然后，他们分析了这些图谱与细胞内甲基化模式的对比。这让他们发现了哪些基因负责引导神经元到达大脑的哪些区域。埃克实验室的博士后研究员、该论文的共同第一作者周景天（音译）说："我们发现了某些规则，这些规则根据细胞的DNA甲基化模式决定细胞投射到哪里。"神经元之间的连接对其功能至关重要，而这套新规则可能有助于研究人员研究疾病中出现问题的原因。比较小鼠、猴子和人类的运动皮层运动皮层是哺乳动物大脑中参与计划和执行自主肢体运动的部分。贝伦斯、埃克和任领导的研究人员研究了来自人类、小鼠和非人灵长类运动皮层的 20 多万个细胞的甲基化模式和 DNA 结构，以更好地了解运动皮层细胞在人类进化过程中的变化。他们能够确定特定调控蛋白的进化与基因表达模式进化之间的相关性。他们还发现，近 80% 的人类特有的调控元件是可转座元件DNA 的移动小段，可以很容易地改变在基因组中的位置。"我认为，总的来说，这一整套研究为其他人未来的研究提供了蓝图，"索尔克分子神经生物学文森特-科茨讲座教授卡拉韦说。"研究特定细胞类型的人现在可以查看我们的数据，了解这些细胞的所有连接方式以及它们的所有调控方式。这是一种资源，可以让人们提出自己的问题"。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

为什么人类不能喝生水，动物都直接喝？

为什么人类不能喝生水，动物都直接喝？ 或许动物也想用烧水壶？ 图源：纪录片《大裂谷：美丽的非洲心脏》又或者当你看到一群鬣狗秃鹫正围着一只死去的角马大快朵颐，你是否有过疑惑，这肉能吃吗？对于多数现代人来说，我们如今遵循着极其严苛的饮食标准。生水从水源地到水龙头需要经过絮凝、沉淀、过滤、消毒、水质检测等多道水处理步骤，生肉也要经过仔细的清洗和烹煮后才能放心食用。直接从路边的水坑喝水？逮着猎物就开啃？这是万万不能接受的！世卫组织发布的数据显示，全球每年约有超过 50 万人死于因饮用不洁水源而产生的腹泻，超过 2 亿人因为食用未煮熟的肉类或受污染的鲜食而患病。解放初期统计，全国一千万余患者，一亿人口受到血吸虫感染威胁。图为上世纪末血吸虫病患者但为什么野生动物们这么干就不会有事呢？是真的没事儿吗？敏锐的感知力首先必须明确一点，野生动物并不是拉到篮里都是菜，见水就喝的，它们也是有选择性地进行取食。在美国怀俄明州西南的红沙漠中，生活着当地规模最大的叉角羚（Antilocapra americana）种群，众所周知，水是沙漠中最宝贵的稀缺资源。但有意思的是，科学家发现叉角羚们很有原则，并不会渴不择水。它们几乎从不光顾水中溶解性固体总量（TDS）超过 5000ppm 的水源，而当水体酸碱度（pH）超过 9.2 后，它们便会集体离开，寻找新的水源。虽然我们还不确定它们是如何做到的，但它们确实能够通过某种途径感知出不同水体之间水质的差异，而且非常敏感。我们需要酸碱度测纸才知道的事，它们却有超能力似的 图源：invasive.org所以这些动物所饮用的，看似糟糕的水，可能其实并没有想象中的那么不堪。在对老虎摄食行为的观察中人们也发现，它们对食物的气味非常敏感，通过简单嗅闻就可以轻松区分面前的肉是否新鲜。在这方面，我们人类的嗅觉就相形见绌了。适配的免疫力但即使再强大的感受系统，也无法做到滴水不漏。相较于pH、气味等物理化学指标，隐藏在水和食物中的各种致病微生物往往更难被察觉，也更为致命。这时，动物自身的免疫系统就起到了关键性的作用。在对野生西欧家鼠（Mus musculus domesticus）免疫系统的研究中人们发现，同一物种，但生活在不同地方的种群，在血清抗体浓度、体内免疫细胞数量、免疫反应激活状态等各方面，都表现出了较大的差异。同一地区的不同个体之间，它们的免疫水平则相对接近。在田鼠（Microtus agrestis）中的研究也证实，虽然拥有相同的免疫系统，但受到不同外界环境因素的影响，在一些生成关键免疫因子的基因表达上，不同种群个体可能存在天壤之别。上野生西欧家鼠；下田鼠 图源：naturephoto-cz.com；lookphotos.com回到喝水吃肉这件事上，这些野生动物由于世世代代栖居在相似的环境中，取用同一地区的水源，捕食相似的猎物，已经对该地区水体/食物中常见的致病微生物产生了基本的免疫力（无法适应的个体则会生病，被淘汰）。这种抗性又会通过母源免疫的形式遗传给后代，循环往复，自身和群体的免疫力得以不断巩固。这也是为什么长期人工饲养的动物，一旦进入野外环境后容易出现水土不服。虽然它们的装备看似和野外同胞的并无不同，但因为它们从来没有接触过这些野外的病原体，也就无法激活有效的免疫机制来与之抗衡了。强大的消化力除了免疫系统，野生动物的消化系统也在这个适应过程中扮演了重要的角色。首先，动物的口腔中除了含有水、各种营养物质、消化酶外，还包含了溶菌酶、白细胞、免疫球蛋白等多种免疫组分，形成了它们应对“病从口入”的第一道防线。在体外试验中，犬科动物的唾液就展现出了不俗的杀菌实力，对于食物中常见的诸如大肠杆菌、链球菌都有不错的杀灭效果。再回想下你是不是经常看到动物们用舌头舔舐伤口？这其实就是它们在利用口腔里的“小药箱”帮助清理伤口，加速愈合。嗐，人家屎都能吃 下图源：doghealth.com其次，野外肉食动物们还配备了更厉害的胃肠屏障。杂食性动物的胃环境平均 pH 约为 2.9，人类的胃环境平均 pH 数值为 1.5-3.0，像鬣狗、秃鹫这样的食腐动物，它们的胃内 pH 低至惊人的 1.3。在如此强酸的保护下，食物中的病菌要想兴风作浪那是谈何容易。甚至有学者提出，由于我们人类现在食物中病菌的减少，对于利用胃酸阻挡有害菌的需求也在逐渐降低，未来人类的胃酸可能会向着减少或稀释的方向演化？！肉食性动物的平均 PH 较低，特别是食腐动物除了胃酸，较我们人类更短的肠道也是它们的优势。我们人类肠道约七八米，是身高 4~5 倍，像老虎的肠子只有 5.4 米，是身长的 3~4 倍，狼的肠子仅为身长的 3 倍.这样可以大大减少有害菌通过食物在体内停留的时间，尽快将它们排出体外，将伤害降至最低。狗和猫的肠道长度 图源：veteriankey.com最后，这些动物还有着更适合在野外吃生肉的肠道微生物体系。科学家对比了野生狼和家养狗的肠道菌群，结果发现，野生狼体内的菌群和狗有着非常显著的差别。在狗体内，与碳水和多糖代谢相关的微生物较多。而在野生狼的肠道中，与免疫力、高蛋白、高脂肪摄入吸收相关的微生物数量明显更高，充分体现了肠道微生物对于宿主生存环境和食物的完美匹配。类似的微生物区别在野生和人工圈养的东北虎中也有发现。所以模拟它们野外老祖宗食谱，给家中的宠物猫狗喂食过多生肉也许未必是个好主意哦！而以上这一系列适应性变化的结果就是，这些野生动物获得了更强、更有针对性的抗病能力以及更好的食物吸收效率。幸存者偏差所谓“幸存者偏差”指的是由于我们过度关注那些“幸存者”，从而忽略了那些没有幸存的或没有观察到的个体，因而得出错误的结论。我们看到的是野生动物在水坑边喝水，在草原上食腐，但这并不代表它们不会吃坏肚子，可能只是我们没有注意到，或者没有机会观察到那些反面案例。说不定，野生动物因为喝生水吃生肉而致病致死的情况远比我们想象的要普遍。所以保持野生动物栖息地中水源的洁净，是野生动物保护中一个非常重要，不可忽视的环节。2020 年，博茨瓦纳 330 多头大象因食用了水中的蓝藻细菌产生的毒素而死亡我们也不必为自己不能大口吃生肉、随便喝水而感到可惜，把水和肉烧熟了再吃也许就是最符合我们人类需求的生存之道！这样做不仅能帮助我们减少食物中病原体的发生，同时也为我们大大减少了在消化食物上的投入，让我们可以把更多的时间和能量用在其他有意义的事情上。参考文献[1]Rosenstock, Steven S., Warren B. Ballard, and James C. DeVos. "benefits and impacts of wildlife water developments." Rangeland Ecology & Management/Journal of Range Management Archives 52, no. 4 (1999): 302-311.[2]Marigorta, Urko M., Oscar Lao, Ferran Casals, Francesc Calafell, Carlos Morcillo-Suárez, Rui Faria, Elena Bosch et al. "Recent human evolution has shaped geographical differences in susceptibility to disease." BMC genomics 12 (2011): 1-14.[3]Hart, Benjamin L., and Lynette A. Hart. "How mammals stay healthy in nature: the evolution of behaviours to avoid parasites and pathogens." Philosophical ... PC版： 手机版：

约翰霍普金斯大学科学家解开夜盲症30年的生物学之谜

约翰霍普金斯大学科学家解开夜盲症30年的生物学之谜 5月14日发表在《美国国家科学院院刊》上的这一研究结果表明，名为G90D的视紫红质基因突变会产生一种不寻常的背景电"噪音"，使眼睛的视杆细胞（即位于眼睛后部视网膜上负责夜间视力的细胞）脱敏，从而导致夜盲症，这种先天性疾病会导致弱光环境下的视力低下。该研究的作者写道，对异常电活动的识别可以"为未来的治疗干预提供目标"。约翰霍普金斯大学医学院神经科学系教授、博士 King-Wai Yau 说，这些电事件可以帮助科学家更好地了解眼睛的视杆细胞和视锥细胞是如何发挥作用的。这项研究由 Yau 和博士后研究员 Zuying Chai 领导。"众所周知，视紫红质中的G90D突变会产生背景电噪声，使杆状细胞脱敏，但这种'噪声'的性质及其精确的分子来源近30年来一直没有得到解决，"Yau说。"我们能够通过一种G90D rhodopsin表达水平非常低的小鼠模型来帮助解决这种疾病的机制问题。"在比较基因工程小鼠体内 G90D 的低表达水平和人类夜盲症患者体内 G90D 的表达水平时，作者得出结论，振幅低但频率极高的异常电活动可能是导致人类夜盲症的最大原因。除了不寻常的电噪声之外，人们还知道视紫红质会产生另一种叫做自发热异构化的电活动，即视紫红质分子内部的热能触发视紫红质随机激活。与观察到的异常电活动不同，G90D rhodopsin 的自发异构化表现出振幅高但频率低的特点。研究人员在实验中发现，G90D rhodopsin 的自发异构化率比正常 rhodopsin 高约两百倍，但它们的杆适配效应并不高，不足以在很大程度上导致人类的夜盲症。资料来源：King-Wai Yau 实验室在大多数情况下，视杆细胞对光线非常敏感，但对于夜盲症患者来说，视杆细胞无法准确探测光线的变化，在黑暗中也无法发挥作用。Yau 说，夜盲症患者需要更明亮的光线才能在弱光环境下看清东西。几十年来，尽管研究人员知道 G90D 基因突变，但他们一直难以确定它是如何导致夜盲症的，因为以前带有这种突变的小鼠模型会产生高水平的背景噪声，产生类似于背景光的效果，而小鼠的视杆细胞会很快适应这种背景光。这使得研究人员难以准确测量这种突变的信号效应。为了解决这个问题，约翰霍普金斯大学医学院的研究人员对小鼠进行了基因改造，使小鼠体内的 G90D 低表达，这一水平相当于小鼠自然群体中正常视紫红质表达量的 0.1%。这使研究人员能够区分 G90D 突变小鼠产生的不同类型的活动，就像几乎没有或根本没有等效的背景光存在一样。科学家们用一种高分辨率的方法记录了小鼠视网膜中单个视杆细胞的电活动，他们用一根超细玻璃吸管（宽度约为人头发丝的七十分之一）吸入了能够导电的生理盐水溶液。"实际上可以看到这些事件，"Yau 说。"我们使用了一种非常特殊的技术吸管记录技术，以如此高的分辨率记录活动，以至于如果一个视黄素分子发生异构化或激活，我们就能看到，因为这会导致电流发生变化。"G90D是与夜盲症有关的四种斜视蛋白突变之一。第一作者Chai说，下一步要做的是确定其他视黄素突变（T94I、A292E和A295V）是如何导致这种病症的。导致G90D夜盲症的机制可能与导致这种病症的其他三种视网膜视蛋白突变相似。编译来源：ScitechDailyDOI: 10.1073/pnas.2404763121 ... PC版： 手机版：