深海水虱5年不吃东西？科学家破解其耐饿奥秘

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6月7日, 有消息从青岛传来, 记者从中科院海洋所了解到, 一种被称作深海水虱的深海甲壳动物, 凭借长达5年都不需要进食的情况, 让学界感到震惊。有一位家住青岛的网友周先生, 针对此事表达了不解, 他说: “我家里养的金鱼, 只要一天不给喂食, 就会饿得翻肚皮, 那这种虫子是怎么做到的呢? ”这样一个看似荒诞的对比, 却恰好引出了一个严肃的科学问题, 即在极为匮乏的深海环境里, 生命到底是怎样维持生存以及生长的。

吃一顿管五年

今年6月, 5日那天, 国际顶级学术期刊《细胞》在线呈现了一项成果, 该成果由中国科学家团队主导。中科院海洋所联合香港中文大学、西北工业大学等单位, 首次系统揭示了深海水虱惊人耐饥饿能力的分子机制。深海水虱是一种等足类甲壳动物, 它栖息在800米以下的深海。其体长能够达到30厘米以上, 是近海等足类的数倍。然而它最让人称奇的本领在于, 可以在没有食物的状况下存活超过5年。

深海能量悖论

黑暗寒冷得深海环境里, 食物是极度匮乏的, 然而深海水虱却“反其道而行之”, 那就是栖息深度越大, 其体型反而越发巨大。这造就出一个鲜明的“能量悖论”, 即体型巨大化意味着更高的能量需求, 且深海寡营养环境难以提供充足供给。研究团队发现, 深海水虱为此演化出一套“开源节流”的双重策略。一方面, 它们有着远超近亲的巨大胃部, 能在偶然碰到食物时暴食一顿并大量储存。另一方面, 其基础代谢率被维持在极低水平。

基因开关ND1

研究团队进一步寻觅到了控制“低代谢率”的核心开关, 那是一个名为ND1的基因。这个基因并非深海水虱自身所拥有, 乃是远古时期从共生细菌那里借由“水平基因转移”而劫持过来的。ND1参与线粒体能量代谢调控, 在低温状况下能够可观地抑制线粒体活性, 进而降低整体代谢水平。中科院海洋所研究员李富花讲述, ND1好似一个能量调节器, 精妙地权衡了“体型巨大化的高能量需求”跟“极端环境下的深度节能”之间的矛盾。

低温下的惊人效果

更让人惊叹不已的是那ND1对于温度有着高度的敏感性, 研究团队把ND1转入到斑马鱼以及线虫后察觉到, 在常温的状况之下, ND1反倒会加快能量的消耗, 致使动物变得更加不耐饥饿, 然而在低温的条件之下, ND1却能够显著地抑制线粒体的活性, 使得转入了该基因的斑马鱼在低温时的耐饥饿能力直接提高了37%，这极好地解释了为何深海水虱唯有在终年寒冷的深海之中, 才能够同时保持巨大的体型, 还维持极低的能耗。

人类健康的潜在启示

从普通读者的那种角度予以看, 这项所体现出来的研究成果最直接的那种联想大概有可能是, “这样的一个基因能够帮助人类去实现减肥吗? ”, 研究团队在相应的论文当中明确地加以指出, NP1所代表的“水平基因转移”这一策略, 首次揭示了深海巨型动物借助重新编程自身专门的能量分配以此来适应那种极端环境的全新进化机制。长期去跟踪深海生物研究的某一位学者告知记者, 这为理解生命怎样去权衡生长与生存提供了非常重要的范例, 同时也有希望为寿命延长以及肥胖干预等一系列人类健康领域给予新颖的思路。

未来应用前景

我由这一研究进展联想到了之前某生物技术公司利用深海酶制剂来进行抗衰老产品开发的事例, 它的核心难题是在常温状况下活性不够。ND1的发现恰恰揭示出了“温度敏感性”这个关键变量。研究团队提到, 接下来会去探索ND1在哺乳动物细胞里发挥作用的机制, 且试着开发以该基因调控原理为准的全新代谢干预办法。就行业层面来讲, 此项发现有可能给制药、功能性食品、生物保健等领域带去全新靶点, 特别是在针对代谢综合征和与衰老有关的疾病进行干预方面。

难道你觉得科学家存在着将深海水虱的那种“节能基因”作用于人类身体之上可能性这一情况吗，竭诚欢迎于评论区域分享你自身的看法, 给予点赞以及进行转发以此让更多的人能够知晓这项神奇无比的发现！

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