有些喜欢它

蠕虫可能具有耐热性的遗传秘密。

这是一个隐藏在显而易见的谜。

研究人员使用称为秀丽隐杆线虫的微小蠕虫-一种用于研究生物学基本原理的常见实验室生物-已知不会因为蠕虫开始死亡而将温度提高到**海特约80度以上。

然而,一些野外秀丽隐杆线虫的种群在高于该温度的环境中茁壮成长,例如生活在雅典,佐治亚州和南非塞雷斯的种群。

蠕虫属于同一物种,那么为什么它们对热量有如此不同的耐受性?

哈佛医学院三个遗传学实验室的负责人已经合作找出,而不仅仅是因为他们对蠕虫生物学感兴趣。

他们认为,答案可以为保护物种免受全球变暖的破坏提供信息。

感觉很热,很热,很热

随着地球温度上升,越来越不稳定的天气模式使得地区容易出现破纪录的冷热。根据国家海洋和大气管理局的数据,过去几年世界每年记录的极热天数几乎是前半个世纪每年的两倍。

虽然有些生物可以抵御新的趋势和极端情况,但其他许多生物却挣扎并死亡。观察到温暖的气候会损害从新陈代谢到生殖到胚胎发育的生理方面,科学家们已经揭示了这种温度敏感性背后的一些但不是全部的原因技术领域

部分问题出现在细胞水平:某些基本的生物结构和过程在变得太热或太冷时会分解。

“当您将细胞移动到正常温度范围之外10到15度时,一切都会分崩离析,”HMS Blavatnik研究所遗传学副教授,HMS副教授Max Heiman说波士顿儿童医院的儿科。“为什么?”

海曼通常认为,使用秀丽隐杆线虫作为模型研究神经系统并不是一个问题。但是,当HMS遗传学系于2019年底特别呼吁提出与气候变化有关的研究建议时,他从一个新的角度考虑了他的工作。

他意识到,

秀丽隐杆线虫可以帮助回答有关“为什么生物学在所有温度下都不起作用”的问题。

Heiman招募研究员秀丽隐杆线虫专家HMS遗传学教授Keith Blackwell和Joslin糖尿病中心副研究主任,以及HMS Blavatnik研究所遗传学教授MonicaColaiácovo。他们一起写了一份提案。

该团队被任命为比赛入围者,研究经费获得10万美元。

系统故障

三位遗传学家现在正在运用他们的科学优势,寻求对炎热环境对生物系统的影响的新见解。

首先,他们从世界各地有一系列气候的地点,包括智利、意大利、日本、南非和美国南部,引入了60株秀丽隐杆线虫,并与来自英国布里斯托尔附近堆肥堆的标准实验室菌株进行比较。62当大流行限制允许时,研究人员将每个菌株分成几组,在不同的温度下培养每个组,并观察每个温度如何影响或不影响蠕虫生物学的特定方面。

海曼说,每个团队成员都将专注于他们最喜欢学习的东西。他本人正在研究神经发育;布莱克威尔(Blackwell)研究细胞对氧化应激的反应,自由基和抗氧化剂之间的失衡;以及减数分裂时的Colaiácovo,减数分裂是产生**和卵子的细胞分裂类型。

海曼指出,哺乳动物的睾丸在健康的减数分裂过程中保持**比身体其他部位凉爽,研究人员已经知道decadColaiácovo说,温度的细微升高会破坏减数分裂并在秀丽隐杆线虫中产生更多的雄性后代,但很少有人探讨为什么会这样做。

“与Max和Keith合作将是非常好的,这样我们就可以看到来自许多不同优势点的热量的影响,”她说。

然后,研究小组将其观察结果与不同菌株的遗传序列进行比较,以将温度耐受性或不耐受性与特定的DNA变异联系起来。布莱克威尔也在超越DNA本身,研究某些基因如何被激活或失活的动态。

“如果蠕虫的压力防御能够被“重置”以便它们适应不同的气候生态位,那将是非常有趣的,”布莱克威尔说。

比蠕虫宽

如果他们能够提供秀丽隐杆线虫如何承受高温的遗传解释,研究人员可以探索操纵单个基因或基因组合是否有助于减少耐热性蠕虫甚至其他随着温度升高,共享这些基因的生物保持活力。Colaiácovo推测,将这些修改安全地引入现实环境可以加强食物链,其中秀丽隐杆线虫形成底层研究人员还希望他们的研究结果能够应用于蠕虫之外,例如通过预测哪些物种具有适应气温上升的遗传能力以及哪些物种会动摇。海曼说,这可以改善气候变化影响的模型。

该小组继续思考潜在的应用。

虽然气候变化起初似乎离他们的日常工作很远,但研究人员发现了深刻的联系。

“我们作为基础科学家所做的一切都来自这样一个观点,即理解一个过程将帮助我们处理它,例如弄清楚如何治疗疾病,”海曼说。“在这种情况下,这种疾病就是气候变化我们相信,了解受其影响的基本过程将有助于我们尝试适应它。”

来源:HMS

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