Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Sử dụng các hoocmon steroid khác nhau để kích hoạt thụ thể hoóc môn ở cá sụn cung cấp những hiểu biết sâu sắc về nguồn gốc và sự phát triển sau này của cơ chế quan trọng để sinh tồn của động vật có xương sống sống trên cạn.
Thụ thể khoáng bào (MR) điều chỉnh sự vận chuyển nước và natri qua các tế bào và mô, điều này rất quan trọng để kiểm soát huyết áp và do đó, không ngạc nhiên, MR là phổ biến đối với tất cả các động vật có xương sống. Aldosterone, một steroid sinh lý cho MR của động vật có xương sống trên cạn, tiến hóa trong cá phổi (tiền thân của động vật có xương sống trên đất liền), cho thấy rằng sự tiến hóa của aldosterone rất quan trọng trong việc chinh phục đất bằng cách ngăn ngừa mất nước ở động vật sống dưới nước.
Chưa hết, aldosterone không có ở cá mập và cá vây vây, đặt ra câu hỏi về việc steroid nào kích hoạt MR trong chúng và vai trò của các steroid này ở người.
Trong một nghiên cứu khác thường, một nhóm các nhà khoa học quốc tế đến từ Nhật Bản, Singapore và Hoa Kỳ, dẫn đầu bởi Michael E. Baker, Tiến sĩ, giáo sư nghiên cứu tại Đại học Y khoa San Diego, báo cáo rằng so với con người, một bộ khác kích thích tố steroid kích hoạt MR ở cá mập voi, một loài cá sụn đại diện cho nhóm động vật có xương sống hàm lâu đời nhất còn sót lại.
Phát hiện này, được công bố trên tạp chí Science signaling ngày 4 tháng 6 năm 2019 , không chỉ làm nổi bật một sự thay đổi tiến hóa khác khi động vật có xương sống chuyển từ nước sang đất, mà còn cho thấy MR có thể có những vai trò quan trọng khác trong việc duy trì sức khỏe con người.
“Mặc dù MR thường được coi là yếu tố phiên mã quan trọng trong việc điều chỉnh sự vận chuyển chất điện giải ở thận, nhưng rõ ràng MR có các hoạt động sinh lý ở các cơ quan phi truyền thống, bao gồm não và tim”, Baker nói.
“Phát hiện của chúng tôi cho thấy hoạt động của MR trong các cơ quan phi truyền thống là cổ xưa và thực sự đã tiến hóa ở một động vật có xương hàm cơ bản. Các nghiên cứu với cá mập voi hỗ trợ nghiên cứu khác cho thấy sinh lý của các hoocmon steroid như aldosterone, cortisol và progesterone ở các loại khác các mô phi truyền thống, chẳng hạn như buồng trứng và tinh hoàn, cũng có thể quan trọng đối với sức khỏe con người. “
Cá mập voi ( Callorhinchus milii ) là một mô hình động vật không phổ biến. Được biết đến bởi một số tên, chẳng hạn như cá mập ma, cá voi và kèn bạc, loài này được tìm thấy ở vùng biển ngoài khơi miền nam Australia. Những con cá có làn da mịn màng phát triển đến kích thước tối đa bốn feet và không gây nguy hiểm cho con người. Mõm đặc biệt hình cuốc, giống như cái vòi của chúng được sử dụng để phát hiện con mồi, chủ yếu là động vật có vỏ và động vật không xương sống ở đáy, thông qua chuyển động và điện trường yếu.
Cá mập voi sở hữu một đặc điểm khác thường: Chúng có bộ gen tiến hóa chậm nhất trong tất cả các loài động vật có xương sống được biết đến, “điều này khiến chúng trở nên lý tưởng để cung cấp hiểu biết về cách MR tiến hóa ở động vật có xương sống, bao gồm cả con người”, tác giả đầu tiên của nghiên cứu Yoshinao Katsu, tiến sĩ, giáo sư. của khoa học sinh học tại Đại học Hokkaido ở Nhật Bản.
Baker, Katsu và các đồng nghiệp ở Singapore, Nhật Bản và Minnesota đã phát hiện ra rằng cá mập voi MR phản ứng với các corticosteroid sinh lý tương tự (aldosterone, cortisol, corticosterone và 11-deoxycorticosterone) kích hoạt MR ở người và các động vật có vú khác. Nhưng một loại hoóc môn steroid chính khác – progesterone – kích hoạt MR cá mập nhưng không làm gì ở người, chuột, ếch hay cá sấu.
“Vì quá trình tổng hợp progesterone đơn giản hơn cả aldosterone, cortisol, corticosterone hoặc 11-deoxycorticosterone, chúng tôi đề xuất progesterone là một tổ tiên, có thể là steroid tổ tiên cho MR”, Katsu nói.
Như vậy, các tác giả cho biết, cá mập voi trông kỳ quặc và bộ gen tiến hóa nhỏ gọn của nó cung cấp một cách so sánh khác nhau để xem xét và hiểu sự tiến hóa của con người và các động vật có xương sống khác tại thời điểm chúng trở thành sinh vật trên cạn.
“Protein cá mập voi là một cửa sổ vào quá khứ,” Baker nói.
Đồng tác giả bao gồm: Satomi Kohno, Đại học bang St. Cloud, Trin.; Kaori Oka, Xiaozhi Lin và Sumika Otake, Đại học Hokkaido, Nhật Bản; Nisha E. Pillai và Byrappa Venkatesh, Viện Sinh học Phân tử và Tế bào, Singapore; và Wataru Takai và Susumu Hyodo, Đại học Tokyo.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học California – San Diego . Bản gốc được viết bởi Scott LaFee. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :