同一個基因“發(fā)明”了血紅蛋白

多虧海洋蠕蟲沙蠶蠕蟲——這種動物的基因進(jìn)化非常緩慢，法國科學(xué)研究中心科學(xué)家、巴黎大學(xué)和巴黎索邦大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)，雖然血紅蛋白在幾個物種中獨立出現(xiàn)，但它實際上是一個基因的后代，由它們的最后一個共同祖先傳播給所有物種。

紅色血液并不是人類或哺乳動物獨有的。這種顏色來自血紅蛋白，這是一種復(fù)雜的蛋白質(zhì)，專門用于運輸氧氣，這種蛋白質(zhì)不僅存在于脊椎動物中，也存在于環(huán)節(jié)動物、軟體動物和甲殼動物。人們認(rèn)為，血紅蛋白之所以出現(xiàn)在如此多樣的物種中，一定是在進(jìn)化過程中“發(fā)明”了好幾次。但最近的研究表明，所有這些“獨立”出生的血紅蛋白實際上都來自一個單一的祖先基因。

研究人員分析了沙蠶蠕蟲，它被認(rèn)為是一種進(jìn)化緩慢的動物，因為其遺傳特征接近于大多數(shù)動物的海洋祖先Urbilateria。研究人員表示，通過將它們與其他具有紅色血液的物種進(jìn)行比較來研究這些蠕蟲，有助于追溯血紅蛋白的起源。

這項研究集中于血紅蛋白所屬的一個廣泛的家族：珠蛋白，一種存在于幾乎所有生物中的蛋白質(zhì)，它能“儲存”氧氣和一氧化氮等氣體。但珠蛋白通常在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，因為它們不像血紅蛋白那樣在血液中循環(huán)。

這項研究表明，在所有紅色血液的物種中，正是同一種基因產(chǎn)生了一種叫做“細(xì)胞紅蛋白”的珠蛋白，而這種珠蛋白獨立地進(jìn)化成了一種編碼血紅蛋白的基因。這種新的循環(huán)分子使氧氣在它們的祖先體內(nèi)運輸更有效，它們的祖先才變得更大更活躍。