研究揭示蜘蛛为何长不成大象

 

 

控制动物生长速度和体型的生理和遗传机制一直是个谜。一项针对果蝇的研究为研究动物如何控制身体大小带来了新的曙光，同时有助于解释为什么一些肿瘤会不受控制地增长。

 

两大独立的过程决定了动物能长多大。第一个过程控制动物的生长速度，主要取决于胰岛素或类似的激素（起提示细胞生长和分裂的作用）。第二个过程控制动物发育成熟的时间或昆虫破茧成蝶（毛毛虫变成蝴蝶的过程）的时机。例如，两种激素影响果蝇破茧成蝶的时机。一种是蜕化素，又被称作蜕皮激素，因为蜕化素水平的提高能促使昆虫蜕皮或经历其他变化。另一种是保幼激素（JH），当JH水平降低时，果蝇停止生长并开始破茧成蝶的过程。

 

在2010年的一项研究中，科学家培育出一种不能产生JH的果蝇。结果发现，在这些发育不良的成年果蝇中，仅75%属于正常大小且很多在未成年时就已死亡。但科学家并不清楚其中的原因。一种可能性是，JH的缺乏缩短了果蝇的一个关键成长阶段，使得果蝇提前发育。第二种假设是，JH的缺乏可能仅仅是放慢了果蝇的生长速度，但没有改变其破茧成蝶的时机。

 

葡萄牙奥埃拉斯市古尔班基安科学研究所发育生物学家Christen Mirth和美国伊利诺伊州森林湖学院昆虫遗传学家Alexander Shingleton共同领导的团队培育了健康果蝇和缺乏JH的果蝇，并比较它们的一系列特征，包括生长的时间和生长激素的水平。缺乏JH的果蝇没有提前开始破茧成蝶的过程，从而意味着第二种假设是正确的，该团队将这一发现在线发表于近日的美国《国家科学院院刊》上。然而，出乎意料的是，研究人员还发现这种发育不良的影响可以消除——即使果蝇产生其他两种与生长有关的激素。例如，如果研究者使用遗传学技术提高蜕化素水平，缺乏JH的果蝇也可生长到正常大小。

 

并未参与该研究的马萨诸塞州威尔斯利学院生物学助理教授Yuichiro Suzuki说：“如果该发现也适用于其他类型的昆虫和动物，将有助于揭示动物生长和体型调节的普遍机制。”

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