新浪科技综合|这种哺乳动物只靠吸血为生,为什么没有营养不良?

吸血蝠(图片来源: Wikipedia/Uwe Schmidt)
撰文 | 尼科莱塔·拉内塞(Nicoletta Lanese)
翻译 | 孙琳钰
审校 | 二七
作为哺乳动物中少数会飞的物种 , 大多数蝙蝠以果实、花蜜和昆虫为生 , 只有一种蝙蝠完全背离“安稳”的道路 , 以野生或家畜动物的血液为食——这就是吸血蝠(Desmodus rotundus) 。 事实上 , 动物血液虽然富含各种蛋白质 , 却缺少许多重要的营养物质 。 而有趣的是 , 吸血蝠无法食用其它食物 , 只能饮血为生 , 这种奇异的饮食偏好和背后的生理机制让人好奇 。 近日 , 一项发布在生物预印本网站bioRxiv上的研究(未经同行审议)发现了吸血蝠丢失的13个基因 , 揭开了“嗜血一族”背后的秘密 。
研究人员首先对比了吸血蝠和其它25种蝙蝠的基因组 。 通过比对它们的基因序列 , 研究者发现吸血蝠的基因组少了13个功能性基因 。 论文的共同作者 , 德国转化生物多样性基因组学卓越中心的基因组学家迈克尔·希勒(Michael Hiller)解释道 , 这其中一些属于基因完全丢失 , 还有一些是基因发生多种突变而无法转录、翻译成功能正常的蛋白质 。
这项研究表示 , 抛弃这13个基因后 , 吸血蝠很可能因此受益 , 获得了别的蝙蝠没有的 , 从血液中汲取营养的特殊能力 。
举例来说 , 吸血蝠的基因组中缺少FFAR1和 SLC30A8这两种基因 。 我们已经知道这两个基因能驱动胰岛分泌胰岛素 , 有效促进组织细胞吸收、转化血液中的糖分来降低血糖 。 希勒指出 , 以往的研究表明吸血蝙蝠几乎不分泌胰岛素——这很合理 , 因为它们所摄取的动物血液中糖分含量其实很低 。 吸血蝠匮乏的胰岛素分泌能力正好能适应这种含糖量低的食物来源 , 从而更好地维持血糖水平 。
研究人员在论文中还提到了另一个吸血蝠缺失的基因:REP15 。 REP15一般在胃肠道细胞中激活 , 失去这个基因可能会增加细胞表面铁离子通道的数量 , 使得更多铁离子能通过这些“门”进入到胃肠道细胞中 。 这些大量揽收铁的胃肠道上皮细胞脱落的很快 , 由此吸血蝙蝠能有效地摆脱摄取的血液中含量超高的铁 , 避免一口血入肚后金属中毒的情况 。
另一个缺失的基因CTRL通常会抑制胰蛋白酶的活性 。 胰蛋白酶参与蛋白质的消化吸收过程 , 吸血蝠中CTRL的缺失可能会使胰蛋白酶活性增加 , 帮助它们更好地消化高蛋白饮品 。
此外 , 吸血蝠的饮食中基本不存在甜味和苦味物质 。 之前发表于《分子生物学与进化》和《英国皇家学会学报 B》的研究发现了3个编码甜味和苦味感受器的基因 , 也在此次筛选出的13个吸血蝠缺少的基因中 。
其余一些缺失的基因中 , 有几个参与吸血蝠的消化和新陈代谢过程 , 还有一些与这种蝙蝠突出的认知、社交能力(吸血蝠有时会吐出一些血液 , 借给饿肚子的亲人和朋友)和视觉(吸血蝠是全色盲)有关 。 作者注解道 , 仍有几个基因尚未明确在蝙蝠生理活动中的作用 , 还需要进一步的研究来了解它们的功能 。

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