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林鼠通过基因复制抵抗响尾蛇毒液 — 等级 B2 — a brown snake on a branch with a black background

林鼠通过基因复制抵抗响尾蛇毒液CEFR B2

2025年12月20日

改编自 U. Michigan, Futurity CC BY 4.0

照片: Harshit Suryawanshi, Unsplash

等级 B2 – 中高级
4 分钟
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一项发表在 Molecular Biology and Evolution 的研究为林鼠(woodrats)能抵抗响尾蛇毒液提供了基因学线索。研究指出,这些体重不到半磅的小型啮齿动物在基因组中携带多重 SERPINA3 副本,而人类只有一个相应基因。额外副本由串联复制产生,复制使得新基因可以获得与原基因不同的功能,从而可能带来新的生物学能力。

由 Matthew Holding 与 Meilyn Ward 领导的团队在 University of Michigan Life Sciences Institute 的实验室,分别测试了这 12 个 SERPINA3 基因编码的蛋白质。研究者使用了来自捕食林鼠的响尾蛇的毒液样本。实验结果显示,许多 SERPINA3 蛋白能直接与毒液组分结合并阻断其毒性,但活性在不同蛋白之间差异显著,其中一种蛋白甚至能抑制导致毒性的两个不同组分。

作者注意到,蛇毒基因同样常见串联复制。随着猎物演化出抗性,毒液蛋白可能随之多样化,研究者认为 SERPINA3 的复制可能是猎物对毒液变化的共同进化反应。该研究由 National Institutes of Health 和 University of Michigan’s Honors Summer Fellowship 资助,论文作者包括 Matthew Holding、Meilyn Ward、Laura Haynes、David Ginsburg、Mark Margres 和 Marjorie Matocq。研究结果展示了基因复制如何为啮齿动物“生存有毒咬伤的工具箱”增添又一件工具。

难词

  • 基因组生物体全部遗传信息
  • 副本同一基因的额外拷贝
  • 串联复制基因在序列上连续复制
  • 蛋白质由氨基酸组成的大分子
  • 阻断阻止某个过程或作用
  • 共同进化两个物种互相影响演化

提示:在文章中将鼠标悬停、聚焦或轻触高亮词语,即可在阅读或听音频时快速查看简要释义。

讨论问题

  • 基因复制为猎物带来哪些潜在好处?请结合文章内容说明可能的影响。
  • 发现可与毒液结合并阻断毒性的蛋白质,可能对医学或保护生物学有哪些应用?
  • 你认为除林鼠外,哪些情况或动物也可能通过基因复制获得类似抗性?说明理由。

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