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神經(jīng)科學(xué)“揭秘”電鯊放電原理

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)資源 文章作者:奧數(shù)網(wǎng)整理 2018-06-08 10:46:52

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  科技日?qǐng)?bào)北京6月5日電(記者張夢(mèng)然)英國(guó)《自然》雜志近日發(fā)表的一篇神經(jīng)科學(xué)論文稱,美國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)揭秘了負(fù)責(zé)鯊魚(yú)和鰩魚(yú)電信號(hào)檢測(cè)細(xì)胞的獨(dú)特生理特性。這些研究結(jié)果表明了感官系統(tǒng)是如何通過(guò)獨(dú)特的分子和生物物理修飾,從而適應(yīng)動(dòng)物的生活方式或生態(tài)位。

  長(zhǎng)久以來(lái),人們都知道有一些特定的魚(yú)類——譬如鯊魚(yú)、鰩魚(yú)和魟魚(yú),擁有專門(mén)的電感應(yīng)器官,能發(fā)電還能感受電。它們屬于古代軟骨脊椎動(dòng)物,其電感應(yīng)器官能夠檢測(cè)微弱的電場(chǎng)并將這些信息傳遞給中樞神經(jīng)系統(tǒng)。鯊魚(yú)和鰩魚(yú)使用類似的低閾值電壓門(mén)控鈣離子通道,加上不同的專門(mén)調(diào)節(jié)的鉀離子通道來(lái)調(diào)控這種活動(dòng),借此來(lái)檢測(cè)電信號(hào)。區(qū)別是鯊魚(yú)使用這種能力來(lái)捕食,而鰩魚(yú)則用它來(lái)相互溝通。

  但是,人們并不清楚這種電信號(hào)是如何進(jìn)行細(xì)胞檢測(cè)的,換句話說(shuō),這些生物電細(xì)胞的精細(xì)工作機(jī)理依然是謎。

  鑒于此,美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校研究人員戴維·朱里尤斯及其同事選擇網(wǎng)紋貓鯊與猬白鰩為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,嘗試闡明這一功能的分子基礎(chǔ)。研究團(tuán)隊(duì)的分析表明,網(wǎng)紋貓鯊的電感應(yīng)細(xì)胞表達(dá)特化的電壓門(mén)控鉀離子通道,這些通道會(huì)發(fā)出大規(guī)模重復(fù)性的膜電涌,以響應(yīng)小而短暫的電刺激;而與之相比,猬白鰩則使用鈣激活鉀離子通道產(chǎn)生小而可調(diào)的膜電壓振蕩,引起刺激依賴性囊泡釋放。

  這一研究促進(jìn)人們理解了分子如何參與生物電感受這個(gè)曠世已久的問(wèn)題,或有助于填補(bǔ)遺傳學(xué)和生理學(xué)之間的空白。研究人員認(rèn)為,這些獨(dú)立的分子適應(yīng),或可促進(jìn)鯊魚(yú)利用類似開(kāi)關(guān)的閾值電感應(yīng)探測(cè)器進(jìn)行捕食,而使鰩魚(yú)則具備了電通信這種精密的功能。

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