破坏关键蛋白质会改变水蚤的生物节律

北卡罗来纳州立大学的研究人员表明，E75蛋白通过与一氧化氮的相互作用是一些生物节律的关键调节因子。抑制E75导致水蚤(Daphnia magna)的蜕皮周期更长，后代数量减少。

这项工作还提出了一些问题，即环境来源的一氧化氮能否破坏对人口可北卡罗来纳州立大学生物学教授杰拉德·勒布朗克(Gerald LeBlanc)和一篇描述这项工作的论文的通讯作者，对使用大型蚤(Daphnia magna)作为模式生物来调节生物节律的环境线索的作用感兴趣。

Daphnia magna，或普通水蚤，是北美大多数淡水池塘中发现的甲壳类动物。水蚤不仅是维持这些生态系统中食物网的重要物种 - 它也是甲壳类动物的实验室模型。

“我们正在研究生物节律如何调节生理过程，”LeBlanc说。“有机体如何知道何时蜕皮?或何时迁移?许多节律都是基于环境线索;例如，我们自己的昼夜节律或睡眠周期 - 部分基于经历光明和黑暗。但是是否有类似的环境线索这会调节更长的节奏 - 如果是这样，环境压力因素会对它们产生什么影响呢?“

LeBlanc和他的团队针对一种蛋白质，E75，已知在调节一些生物节律中发挥作用。一氧化氮是一种短命激素和强效信号分子，可抑制E75的活性。研究人员将水蚤暴露于产生一氧化氮的化合物硝普钠，这破坏了分子级联，导致蜕皮并增加了蜕皮周期的长度。然后他们确定使用RNA干扰直接抑制E75产生了类似的结果。抑制E75不仅延长了蜕皮周期，而且还减少了产生的后代数量。

“水蚤自然产生一氧化氮，”LeBlanc说，“但它们也可以从周围环境中吸收含氮化合物并将其转化为一氧化氮.E75是蜕皮周期中的第一个多米诺骨牌，是蜕皮和繁殖的关键调节剂，因为它们在水蚤中是协调的。我们证明一氧化氮可以扰乱节律，从而破坏生长，生殖成熟和繁殖的时间。这种破坏随着时间推移的后果可能对人口造成破坏性影响。

“我们也知道蜕皮周期受环境因素的调节。一氧化氮可能是环境调节剂，在这种情况下，氮的环境来源 - 如肥料径流 - 可能会愚弄动物并扰乱人口。这些都是问题我们希望将来能够探索。“持续性至关重要的生物节律。

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