热感觉分子的功能变化与环境适应有关

动物适应各种热环境,从寒冷到炎热。在热适应过程期间,生存的优选热范围在适应不同热壁龛的物种之间转移。因此,在热适应期间必须要求热感知的演变。为了理解热感知转移的分子基础,研究人员比较了适应非洲不同热量生态位的爪蛙类热传感器的功能特性。

在爪蛙(爪蟾属)中,TRPV1和TRPA1在热感知中用作热传感器。在之前的研究中,据报道TRPV1的热反应在非洲爪 蟾(Xenopus laevis)和热带非洲爪蟾(Xenopus tropicalis)之间有所不同,分别适应凉爽和温暖的生态位。在热刺激下,X。laevis TRPV1显示出来自第一次刺激的最大响应,而热带假丝酵母 TRPV1在第一次刺激中仅显示出小的响应,并且其反应在反复热刺激时逐渐变大。

在本研究中,研究人员分析了新的两个物种适应地暖(爪蟾 muelleri)和酷壁龛(非洲爪蟾北欧化工)。来自这两个物种的TRPV1表现出与X.laevis TRPV1 类似的热响应。为了阐明TRPV1的功能进化过程,推断并人工重建TRPV1的祖先蛋白质。重建的祖先TRPV1也显示出类似于非洲爪 蟾的热反应,表明TRPV1热反应在导致热带假丝酵母的谱系中发生了特异性变化。然而,从祖先到X. muelleri没有发生类似的TRPV1功能转变因此,TRPV1热响应的变化并不总是与非洲爪蟾进化过程中的生态位选择有关。

另一方面,TRPA1在四种非洲爪蟾物种中的比较表明,来自适应冷适应物种的TRPA1的热诱发活性显着高于来自适应温暖物种的TRPA1的热诱发活性。这一发现表明适应冷却利基的物种增加了热传感器的活动(反之亦然),以便对热暴露产生明显的反应。因此,这项研究阐明了热传感器在环境适应中的重要性。

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