科學家發現調控「螢火蟲」發光器官的關鍵因子

awcc

當我們提到螢火蟲，大多數人都會想到這些小蟲子在夜晚閃爍著柔和的光芒，彷彿在進行一場迷人的光之舞。但你知道嗎？這些微小的生物其實擁有一種神奇的生物技術，近期一項來自中國研究人員的發現更是讓這些閃亮的小生命成為了科學界的新明星。

在中國的稻田裡，科學家們研究了一種特殊的螢火蟲，名為「雷氏螢（Aquatica leii）」。這種螢火蟲不僅能在夜間發出迷人的光，更令人驚奇的是，它們在從幼蟲轉變為成蟲的過程中，會經歷一種驚人的器官轉變。原來，雷氏螢在幼蟲階段，牠們的光器官是一種保護性質的器官，但到了成蟲階段，這些器官會變成用於交配儀式的發光燈籠。

為了解釋這個神奇的現象，研究人員對雷氏螢的基因組進行了詳細分析。他們發現了幾個特定的家庭盒基因，這些基因在胚胎發育期間調節解剖特徵。經過一系列的研究，他們確定了AlABD-B轉錄因子在光器官發展中扮演了關鍵角色，同時還與另一個稱為AlUNC-4的轉錄因子進行了互動。



轉錄因子共同作用活化AlLuc1基因



研究顯示，關鍵家庭盒轉錄因子AlABD-B和AlUNC-4如何控制螢火蟲A. leii成年光器官和生物發光的發展過程。（圖／《自然通訊》）


更有趣的是，這兩個轉錄因子共同作用時，能夠活化AlLuc1基因，這個基因參與了螢光素的產生——這是讓螢火蟲發光的關鍵化學物質。除此之外，研究人員還確定了另外三個參與這一過程的基因：AlAp2、AlRepo和ALAntp。

通過對雷氏螢進行深入研究，科學家們不僅揭示了這些螢火蟲如何在成長過程中進行驚人的生物變化，也為我們提供了進一步了解生物發光這一奇妙現象的機會。這項研究的發現，不僅對於我們理解螢火蟲的生物學特性至關重要，同時也可能對未來的生物技術和醫學應用產生重大影響。

雷氏螢的這一發現提醒我們，即便是在我們眼中最簡單的生物，也可能擁有令人難以置信的生物學奧秘。當我們更深入地探索自然界的秘密時，這些微小的生命能夠教會我們許多關於生命、演化甚至是我們自己的知識。隨著科學的進步，我們期待著未來能有更多關於這些閃亮小生物的驚人發現。

這項研究刊登在《自然通訊》。



資料來源 : 明日科學
https://tomorrowsci.com/animals/20240312_03/