這些鯊魚使用獨特的分子來發綠光

鏈catshark，Scyliorhinus retifer（儲蓄圖象）。

圖片來源：?dottedyeti / Adobe Stock

在海洋的深處，某些鯊魚物種將海洋的藍光轉化為明亮的綠色，只有其他鯊魚可以看到 - 但它們之前的生物熒光方式尚不清楚。在8月8日發表在iScience期刊上的一項研究中，研究人員已經確定了鯊魚明亮的綠色色調的原因：一個以前不為人知的小分子代謝物家族。這種生物熒光機制不僅與大多數海洋生物的發光方式不同，而且還可能對鯊魚起到其他有用的作用，包括幫助它們在海洋中識別彼此並對抗微生物感染。

「研究海洋中的生物熒光就像一部不斷發展的神秘小說，隨著我們向前推進研究，提供了新的線索，」紐約城市大學教授，該研究的共同作者David Gruber說。「在我們第一次報告膨脹的鯊魚是生物熒光後，我的合作者和我決定深入研究這個話題。我們想要了解更多關於它們的生物熒光對他們意味著什麼。」

格魯伯與耶魯大學教授傑森克勞福德合作，該研究的共同作者，專註於兩種鯊魚 - 膨脹鯊魚和連鎖貓鯊。他們注意到鯊魚的皮膚有兩種色調 - 淺色和深色 - 並從兩種皮膚類型中提取化學物質。他們發現的是一種僅存在於淺色皮膚中的熒光分子。

「這項研究的令人興奮的部分是描述了一種來自鯊魚的全新海洋生物熒光形式 - 一種基於溴化色氨酸 - 犬尿氨酸的小分子代謝物，」Gruber說。

已知這些類型的小分子代謝物是熒光和激活途徑，類似於在其他脊椎動物中在中樞神經系統和免疫系統中起作用的途徑。但在鯊魚中，新型小分子熒光變體可以解釋其較淺皮膚的生物物理和光譜特性。Gruber說，這種機制不同於上層海洋中的動物，如水母和珊瑚，它們通常使用綠色熒光蛋白作為將藍光轉換成其他顏色的機制。

「這是一個完全不同的系統，讓他們看到對方看不到其他動物無法接觸到的東西。他們對世界的看法完全不同，因為他們的皮膚表現出的這些生物熒光特性以及他們的眼睛可以檢測到的， 「克勞福德說。「想像一下，如果我是鮮綠色，但只有你能看到我是亮綠色，但其他人不能。」

克勞福德說，這些分子還可以用於多種其他目的，包括幫助鯊魚在海洋中識別彼此並可能提供針對微生物感染的保護。

「這些生物熒光分子顯示出抗菌特性也很有意思。這些貓鯊生活在海底，但我們看不到任何生物污染或生長，所以這可以幫助解釋鯊魚皮的另一個驚人特徵，」Gruber說。「這項研究開啟了與生物熒光在中樞神經系統信號傳導，對微生物感染的恢復能力和光保護方面的潛在功能相關的新問題。」

雖然該研究主要關注兩種生物熒光鯊魚物種，但Gruber和Crawford希望更廣泛地探索海洋動物的生物發光和生物熒光特性，這最終會導致新的成像技術的發展。

「如果你能利用海洋動物必須發光的能力，你可以在實驗室或醫學中產生成像分子系統。成像是一個非常重要的生物醫學目標，這些類型的系統有助於推動未來，」克勞福德說。

「鯊魚是很好的動物，已經存在了4億多年。鯊魚不斷吸引人類，它們擁有如此多的神秘和超級大國，」格魯伯說。「這項研究突顯了鯊魚的另一個謎團，我希望這能激發我們更多地了解他們的秘密，並努力更好地保護他們。」

這項工作得到了Camille＆Henry Dreyfus，耶魯大學，國家地理學會和美國國家科學基金會的資助。

（來源：細胞出版社）

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