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    新研究:所有生物血紅素均是同一最後共同祖先基因編碼所製造

    血液不一定是紅色,紅色血液只在包括人類的哺乳類動物、蚯蚓等的環節動物、小部份的軟體動物與甲殼類動物中出現。過去學界一直認為當中幫助生物在體內運輸氧氣的血紅素 (hemoglobin, 又稱血紅蛋白) ,是在多個物種中獨立演化出來。最新刊於《BMC 演化生物學》的研究則指,血紅素是由這些物種的最後共同祖先一系群 (clade) 的基因中產生並繼續遺傳下去。

    該個國際團隊利用杜氏闊沙蠶 (Platynereis dumerilii) 進行是次研究,該種海底環節動物不單擁有血紅素,其基因組亦因為演化非常緩慢,被視為與假想的大部份海底生物最後共同祖先在基因上很接近,而將杜氏闊沙蠶與其他生物的基因進行對比,有助追溯血紅素的起源。

    團隊集中了解血紅素所屬的超家族球蛋白 (globin) ,這些蛋白均會在近乎所有可儲存氧氣與一氧化氮等氣體的生物中出現。不過,球蛋白只會在細胞內活動,不似血紅素一樣在血液中循環。

    團隊發現,在所有帶血紅素的現存物種中,都由一系群製造細胞紅蛋白 (cytoglobin) 的基因演化成能製造血紅素的編碼基因,令共同祖先在血液循環系統中的氧氣輸送變得更高效,促進生物體型變大,有更多的活動;其餘 4 個在杜氏闊沙蠶找到的細胞紅蛋白基因系群,已隨其他生物滅絕而消失,暫時只知杜氏闊沙蠶仍然攜帶。

    來源:
    Phys.org, A single gene 'invented' hemoglobin several times, 29 December 2020

    報告:
    Song, S., Starunov, V., Bailly, X. & et al. (2020). Globins in the marine annelid Platynereis dumerilii shed new light on hemoglobin evolution in bilaterians. BMC Evol Biol 20, 165. doi: 10.1186/s12862-020-01714-4

    文/Alan Chiu

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