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这些蟾蜍在致命的真菌中幸存 - 科学家们终于知道原因了
早期开发多种抗菌肽可能有助于一些蟾蜍种群在毁灭性的壶菌爆发中生存下来。一种致命的真菌已经摧毁了世界各地的青蛙和蟾蜍种群,但即使病原体仍然存在,一些种群最终也开始恢复。由伦敦大学学院 (UCL)、ZSL 和伦敦帝国学院领导的研究人员现已确定 [...]
来源:SciTech日报早期开发多种抗菌肽可能有助于一些蟾蜍种群在毁灭性的壶菌爆发中生存下来。
一种致命的真菌已经摧毁了世界各地的青蛙和蟾蜍种群,但即使病原体仍然存在,一些种群最终也开始恢复。由伦敦大学学院 (UCL)、ZSL 和伦敦帝国理工学院领导的研究人员现已发现了一个可以解释其原因的关键差异:动物免疫防御的时间。
壶菌,Batrachochytrium dendrobatidis (Bd),是全球两栖动物严重减少的主要驱动因素。当动物离开蝌蚪或幼虫阶段并长出更坚硬的皮肤以供真菌感染时,死亡人数往往会激增。
这项研究发表在《自然化学生物学》上,主要针对法国和西班牙比利牛斯山脉四个湖泊周围的常见助产士蟾蜍,Bd 曾在这些湖泊严重减少了它们的数量。
在一个湖泊中,大量蟾蜍仍在死亡,种群濒临灭绝。在另外三个地方,尽管 Bd 仍然存在并继续造成一些死亡,但人口却出现了反弹。
早期免疫防御追踪恢复
研究人员重点研究抗菌肽,这是一种从皮肤分泌的短链氨基酸,是蟾蜍免疫防御的重要组成部分。
在从 Bd 爆发中恢复过来的种群中,当动物还是蝌蚪时,这些防御能力就更有可能成熟。早期的发育意味着蟾蜍进入成年期时已经有了更好的保护。
主要作者、伦敦大学学院化学系、ZSL动物学研究所和伦敦帝国理工学院的Phillip Jervis博士说:“我们的研究表明,因这种疾病而严重衰退的物种仍然可以恢复。它们有抵抗感染的工具——这只是取决于时间。当蟾蜍和青蛙从蝌蚪变成成虫时,这种疾病会杀死它们。在蝌蚪阶段获得成熟的免疫力有助于这些蟾蜍生存和种群延续。”
Bd 会导致壶菌病,这是一种损害两栖动物皮肤并破坏动物调节水、盐和矿物质的能力的疾病。
真菌以含有角蛋白的皮肤为食。蝌蚪和幼虫缺乏这种角质化的皮肤,因此只有在变态为成虫后,它们才变得特别脆弱。
杰维斯博士说:“下一步是研究哪些因素阻止这些免疫系统过早成熟。这可能是由于遗传或环境因素,如温度或鳟鱼的存在——这对蝌蚪来说是一个主要危险,可能会促使它们更快地发育成成虫,以便它们可以离开水,这意味着它们的免疫系统发育的时间更少。”
蟾蜍携带的肽比预期多得多
为了详细检查蟾蜍的化学防御能力,研究人员使用质谱分析了从蟾蜍皮肤中释放的肽(短链氨基酸)混合物。结果显示,所收集的化合物比预期的要多得多。
研究人员鉴定了 1,152 种肽,其中只有 7 种是以前已知的。
尽管 Bd 爆发,蝌蚪分泌更多种类的肽(这意味着它们的防御能力在成年前就已经成熟)的种群仍在蓬勃发展。相比之下,蝌蚪产生的肽相对较少的种群的死亡率仍然很高。
肽可能具有更广泛的价值
DOI: 10.1038/s41589-026-02254-6
该研究获得了英国自然环境研究委员会 (NERC) 和 Leverhulme Trust 的资助。
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资深作者 Alethea Tabor 教授(伦敦大学学院化学)表示:“我们发现的肽的多样性比我们预期的要多得多。我们现在需要了解它们如何控制病原体以及哪些具有抗微生物作用。
“许多人类药物最初是在自然界中发现的 - 例如,青霉素来自真菌。因此,这些肽是可用于帮助人类健康的新线索,特别是当我们作为一个物种面临抗菌素耐药性上升的问题时,这要求我们找到治疗感染的新方法。”
质谱法使科学家能够以非常高的精度测量分子质量。在这项研究中,伦敦大学学院化学系的研究人员使用串联质谱法,将肽分解成碎片并测量这些碎片的质量,以确定分子的整体结构。利用这种方法,他们对样品中的大量肽进行了鉴定和测序。
合著者 Kersti Karu 博士(伦敦大学学院化学系)表示:“并行分析数百至数千个分子的能力只是在过去十年才出现。这种方法更常应用于人类健康研究,例如区分癌细胞与正常组织,但也越来越多地扩展到生物研究的其他领域。”
参考文献:“宿主抗菌肽防御的早期成熟与宿主-病原体共存有关”,作者:Phillip A. Jervis、Gonçalo M. Rosa、Kieran A. Bates、Kersti Karu、Aamina Murtza、Thomas Defuentes、David Firer、Sam Edwards、Kevin Hopkins、François Le Mauff、Christopher J. Michaels、Tresai Jordine-Morgan、Christina Nylander, Christopher Sergeant、Emily J. Skelly、Tam T. Bui、Donald Sheppard、Xavier A. Harrison、Johanna Rhodes、Benjamin Tapley、Jaime Bosch、Trenton W. J. Garner、Matthew C. Fisher 和 Alethea B. Tabor,2026 年 7 月 15 日,《自然化学生物学》。不错过突破:加入 SciTechDaily 时事通讯。
