新華社東京10月24日電（記者錢(qián)錚）日本京都大學(xué)等高校的研究人員在新一期英國(guó)《自然·通訊》雜志上報(bào)告說(shuō)，他們發(fā)現(xiàn)不同光線調(diào)節(jié)海膽腸道出入口的機(jī)制，這種機(jī)制能夠提升海膽消化吸收的有效性。該成果為研究動(dòng)物消化系統(tǒng)的功能調(diào)節(jié)和進(jìn)化提供了啟示。
日本京都大學(xué)日前發(fā)布新聞公報(bào)介紹了該校與筑波大學(xué)、廣島大學(xué)研究人員的上述研究成果。公報(bào)中說(shuō)，包括人類(lèi)在內(nèi)的左右對(duì)稱動(dòng)物多數(shù)擁有從口一直貫通到肛門(mén)的消化道，負(fù)責(zé)消化吸收攝入的食物以及排泄廢物，而更為原始的動(dòng)物的消化道是只有一個(gè)開(kāi)口的袋狀結(jié)構(gòu)。一般認(rèn)為貫通的消化道是左右對(duì)稱動(dòng)物在進(jìn)化過(guò)程中獲得的特征，而這種類(lèi)型的消化道需要一套機(jī)制妥善控制消化道的入口和出口。
在本項(xiàng)研究中，三家高校組成的團(tuán)隊(duì)利用馬糞海膽幼體探索消化道出入口的控制機(jī)制。海膽的消化道屬于貫通結(jié)構(gòu)，但組成非常簡(jiǎn)單。先前的研究顯示，它們腸道的入口即幽門(mén)會(huì)響應(yīng)光線而打開(kāi)，存在一條光照射后在血清素和一氧化氮作用下幽門(mén)打開(kāi)的神經(jīng)通路。
本次研究人員發(fā)現(xiàn)，馬糞海膽肛門(mén)響應(yīng)光線的通路與此前報(bào)告的幽門(mén)的光應(yīng)答通路不同，主要是海膽的光受體蛋白、視蛋白2接收到光線后，就會(huì)抑制神經(jīng)傳遞物質(zhì)多巴胺和乙酰膽堿的作用，從而使肛門(mén)打開(kāi)。
研究人員還發(fā)現(xiàn)海膽幽門(mén)和肛門(mén)的開(kāi)關(guān)互相抑制。幽門(mén)打開(kāi)所必需的血清素具有抑制肛門(mén)打開(kāi)的功效，而關(guān)閉肛門(mén)的多巴胺能誘導(dǎo)幽門(mén)打開(kāi)。此外，海膽肛門(mén)的應(yīng)答通路對(duì)藍(lán)光和波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光有反應(yīng)，而幽門(mén)的通路僅響應(yīng)藍(lán)光。
研究人員推測(cè)，左右對(duì)稱動(dòng)物進(jìn)化出貫通型消化道的時(shí)候，光線的控制機(jī)制可能發(fā)揮了重要作用。公報(bào)說(shuō)，這項(xiàng)研究有助于進(jìn)一步了解動(dòng)物如何在進(jìn)化中適應(yīng)環(huán)境。