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摘要:当氧含量降低时,裸鼹鼠就像植物一样活动。现在,新的研究发现裸鼹鼠也能在没有氧气的情况下存活18分钟,并且没有持续的影响。作为对比,人类通常在没有氧气的情况下仅3分钟左右就开始积累严重的脑损伤。裸鼹鼠通过转向植物使用的一种分子把戏来实现他们的壮举:它们停止代谢葡萄糖,开始代谢另一种糖,果糖。这项研究在4月21日出版的《科学》杂志上有详细报道。
这只完全怪异的裸鼹鼠变得更加怪异。
这只无毛的社会哺乳动物几乎从未得过癌症,而且有高水平的促进大脑的蛋白质,这可能解释了为什么它的寿命比普通老鼠长10倍。现在,新的研究发现裸鼹鼠也能在没有氧气的情况下存活18分钟,并且没有持续的影响。
作为对比,人类通常在没有氧气的情况下仅3分钟左右就开始积累严重的脑损伤。裸鼹鼠通过转向植物使用的一种分子把戏来实现他们的壮举:它们停止代谢葡萄糖,开始代谢另一种糖,果糖。[地球上的极端生命:8种奇异生物]
“我们的工作是第一个证明哺乳动物转变成果糖作为燃料的证据,”柏林赫尔姆霍兹协会马克斯代尔布吕克分子医学中心生理学家加里·莱文在一份声明中说,
没有空气,毫无问题的裸鼹鼠(heterochephalus glaber)长得很奇怪,它的皮肤秃,有皱纹,嘴唇上有凸出的龅牙,所以它可以用它们来挖洞,而不会弄到一口泥土。这些东非土著人生活在大型社会群体的地下洞穴里。
“这些地下洞穴里的空气会变得非常闷热,”勒温说。
但是低氧水平似乎并不能使鼹鼠感到难受。当老鼠洞里的氧气变低时,这些动物有时会在某种代谢性恍惚状态下游荡,但它们很快就会起来,开始再次四处奔跑。Lewin和他的同事们想知道为什么。
研究小组分析了组织、血液和代谢物,这些小分子是由细胞内的代谢反应形成的。他们发现,当氧气充足时,裸鼹鼠的新陈代谢看起来就像老鼠的新陈代谢(就这点而言,也就是人类的新陈代谢):动物分解葡萄糖分子以释放能量并启动有氧呼吸过程。
当氧气不足时,老鼠和人类都有麻烦:没有办法继续有氧呼吸没有它的呼吸。但莱文和他的同事发现,裸鼹鼠的洞里有一张王牌。它们有高水平的一种叫做GLUT5的转运分子和一种叫做KHK的酶。结合起来,转运体和酶允许老鼠使用果糖,而不是葡萄糖作为能量——这是一个无氧的分子过程,意味着它不需要氧气。
医学应用为裸鼹鼠挖掘数英里长的洞穴,暂时转为无氧呼吸可以挽救生命。Lewin和他的同事们希望这一发现最终也能拯救人类的生命。Lewin说:
“梗塞或中风患者在缺氧几分钟后会经历无法弥补的损伤。”。如果医生能在中风或心脏病发作时在大脑或心脏基因上开启果糖代谢途径,他们可能就能保护脑组织,直到氧气供应能够重新建立。
这项研究在4月21日出版的《科学》杂志上有详细报道。
是关于生命科学的原始文章。
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