生物学家发现了极端微生物鱼类存活的遗传机制

华盛顿州立大学的一位生物学家发现了一种遗传机制，可让鱼类生活在有毒的酸性水中。这一发现为其他“极端弱势群体”的运作以及他们如何适应其充满挑战的环境打开了大门。“这些鱼非常极端，”华盛顿州立大学生物科学学院的基因组科学家Joanna Kelley说。“普通鱼，当你将它们放入水中时，大约一分钟就会变成肚子。”

来自堪萨斯州立大学，斯坦福大学和墨西哥的JuárezAutónomadeTabasco大学的Kelley及其同事研究了墨西哥南部的短鳍或大西洋鼹鼠。鱼的尺寸略大于一英寸，生活在热带淡水，微咸水和含有酸性硫化氢的火山影响的泉水中。

研究人员在三个排水系统中进行了比较，比较了三组耐硫化氢鱼和淡水鱼中表达的基因。“在淡水系统中，有30多种鱼类，”凯利说。“在硫化物泉中，有鼹鼠。”

Kelley说，这项研究发表在“ 分子生物学与进化 ”杂志上，是一项罕见的“自然实验”，其中在自然界中发现的情况类似于他们在实验室中所喜欢的受控环境。“这是我对此感到兴奋的原因之一，因为我们有这个自然实验，我们可以问这些问题，”凯利说。“这不仅仅是我们正在关注的一个例子。我们现在有能力比较硫化氢中的多个生存实例。”

研究人员发现，大约有170只极端鱼类的35,000个左右的基因被开启或上调，以解毒和去除硫化氢。其他系统的其他研究人员以前的研究已经看到相同的基因解毒硫化氢。

“这并不是说他们要把硫化氢排除在外，”凯利说。“并不是说它们必然会转向其他一些不相关的基因。事实上，以前与硫化氢解毒有关的基因是开启或出现的。这真的是令人兴奋的部分。”

Kelley的共同调查员之一，堪萨斯州立大学的助理教授Michael Tobler表示，这项工作可以帮助科学家预测物种如何适应其他压力因素。

“在这些栖息地中，天然污染物让我们对未来有所了解，并帮助我们思考生态系统中遭受人为变化或污染的情况，”Tobler说。“我们可以了解当添加污染物时生态系统如何变化以及生物体如何应对这种变化。”

该鱼还可以帮助进化发展，老龄化研究，进化生态学地址的问题。

“由于各种原因，极端环境是研究进化过程的好地方，”凯利说。“我们知道选择压力。在这种情况下，选择压力是硫化氢。所以我们可以研究极端环境中的进化过程，当我们不知道选择压力是多少还是多个时我们不能微妙的选择压力。“

在人类中，低水平的硫化氢充当信号分子，有助于调节大脑，心脏和其他器官的生理过程。Kelley及其同事的工作可能有助于更好地理解其工作方式，以及可能的生物医学应用。