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為什麼箭毒蛙不會毒死自己?好神奇

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  來源:蝌蚪五線譜

為什麼箭毒蛙不會毒死自己?好神奇

  我們很難說,在這個世界上哪種動物是最毒的,但是毫無疑問,原產於哥倫比亞的擁有金色皮膚的毒青蛙(又稱金色箭青蛙)屬於其中之一。不過它們的毒素為什麼對自己沒有傷害呢?

  這種箭青蛙,皮膚呈金黃色,看起來甚是可愛,但在它們皮膚腺體中存在一種生物鹼毒素——箭青蛙毒素 。

  這些毒素的含量,平均足以殺死十個人。如果毒素進入你的血液,你很可能活不過十分鐘。

  目前還沒有發現任何解藥,而已知的能抵抗這種箭青蛙毒素只有一種蛇。

  不過,箭青蛙自身體內不會合成這種毒素。當我們人工圈養這些箭青蛙,而不是任其在自然環境中繁殖時,它們完全是無害的。這就讓我們想到,箭青蛙像有毒的河豚一樣,它們體內的毒素來自於食物。

  那麼,為什麼它們自身不因此而毒死呢?為了解決這個問題,紐約州立大學(SUNY)的相關研究人員以小白鼠為實驗對象展開了研究。

  研究人員發現,箭青蛙毒素可以打開神經細胞上的鈉離子通道,並且這個過程是不可逆的,因此可以永久性地阻斷神經信號向肌肉細胞傳遞,從而導致肌肉持續緊張不能放鬆,而心臟更容易受之影響,最終導致中毒者心臟衰竭而死亡。

  河豚毒素其實也是通過影響鈉離子通道的正常工作而致毒,但是其機制又跟箭青蛙毒素的略有不同。

  對於河豚自身而言,它們的鈉離子通道由於單一的氨基酸突變而發生變化,導致河豚毒素無法正常識別鈉離子通道,這樣河豚毒素對河豚自身就沒有任何傷害。

  研究人員Sho-Ya Wang和 Ging Kuo已經找到這種讓青蛙倖免於毒的突變氨基酸。

  首先,他們在金色箭青蛙肌肉中找到了五種天然氨基酸替代品,並在小白鼠的肌肉中進行了測試。當小白鼠的這五種氨基酸被替換成箭青蛙的突變氨基酸之後,小白鼠的肌肉也完全能夠抵抗箭青蛙毒素。

  為了弄清楚到底是哪一種氨基酸突變起作用,研究人員的下一步工作對這五種氨基酸逐一替代和排除。最後發現,除了N1584T這個替代品,其他的都不能保持對箭青蛙毒素的抵抗性,而在這個突變中,氨基酸天冬酰胺被替換成蘇氨酸。

  紐約州立大學研究團隊的結果表明,像河豚一樣,箭青蛙對自身毒素的抗性主要來自於單一的基因突變。

  而在這之前,由哈佛大學研究團隊進行的一項研究表明,箭青蛙對自身毒素的抵抗性源於多種因素。

  儘管箭青蛙毒素之謎顯得更清晰,但這並不意味著我們可以找到解藥,對於河豚毒素,目前也還沒有已知的解藥。這項研究的目的是找到這種基因突變,讓那些因自身毒素而瀕臨滅絕的青蛙存活下來。

  該研究結論部分寫道:「金色箭青蛙肌肉的鈉離子通道上存在有效的rNav1.4- N1584T替代,導致箭青蛙毒素幾乎無法發揮正常作用,箭青蛙這才有了毒素自動抵抗性。我們的實驗研究結果對這個結論提供了有力的支撐。」

  「如果這種突變逆向發生,那麼青蛙對毒素是否還有一定程度的抵抗性?正如我們猜想,箭青蛙的這種對毒素的自動抵抗性並不是與身俱來的,而是隨著進化逐漸增加的。當然,這值得我們進一步研究。」

  這項研究發表在《美國科學院院刊》上。


新聞來源:北京新浪網

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