近日，韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)和韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院的研究團(tuán)隊(duì)在生物學(xué)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。他們的一項(xiàng)研究成果揭示了果蠅體內(nèi)一種名為含晶細(xì)胞（crystal cell）的新型氧氣運(yùn)輸機(jī)制，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)理解昆蟲(chóng)乃至更廣泛生物的氧氣供應(yīng)(http://www.weberwork.com/sell/)方式具有重要意義。該研究成果已發(fā)表在2024年7月11日的《Nature》期刊上，論文標(biāo)題為“Drosophila immune cells transport oxygen through PPO2 protein phase transIT(http://www.weberwork.com/sell/l_25/)ion”。

 

傳統(tǒng)上，昆蟲(chóng)被認(rèn)為通過(guò)遍布全身的氣管系統(tǒng)直接吸收氧氣，而不需要像脊椎動(dòng)物那樣通過(guò)復(fù)雜的血液循環(huán)系統(tǒng)。然而，近年來(lái)的研究表明，在昆蟲(chóng)劇烈運(yùn)動(dòng)(http://www.weberwork.com/sell/l_35/)或需氧量增加時(shí)，這一簡(jiǎn)單的氣管系統(tǒng)可能無(wú)法滿足其氧氣需求。這促使科學(xué)家們開(kāi)始探索昆蟲(chóng)體內(nèi)是否存在其他未知的氧氣運(yùn)輸機(jī)制。

 

在本次研究中，研究人員將目光投向了果蠅體內(nèi)的含晶細(xì)胞。這些細(xì)胞在哺乳動(dòng)物中也被發(fā)現(xiàn)，但通常與免疫反應(yīng)相關(guān)，而非氧氣運(yùn)輸。然而，通過(guò)一系列精細(xì)的實(shí)驗(yàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)果蠅的含晶細(xì)胞在氧氣運(yùn)輸中扮演了關(guān)鍵角色。

 

他們首先通過(guò)基因改造技術(shù)，阻斷了果蠅體內(nèi)含晶細(xì)胞的生成，并觀察了這些果蠅在缺氧環(huán)境下的表現(xiàn)。結(jié)果顯示，失去含晶細(xì)胞的果蠅出現(xiàn)了明顯的缺氧癥狀，這表明含晶細(xì)胞對(duì)于果蠅的氧氣供應(yīng)至關(guān)重要。進(jìn)一步地，當(dāng)這些果蠅被置于高氧環(huán)境中時(shí)，其缺氧癥狀得到了顯著改善，這進(jìn)一步證實(shí)了含晶細(xì)胞在氧氣運(yùn)輸中的作用。

 

更令人興奮的是，研究人員還發(fā)現(xiàn)了一種名為酚氧化酶原2（PPO2）的蛋白質(zhì)在含晶細(xì)胞氧氣運(yùn)輸過(guò)程中的關(guān)鍵作用。他們發(fā)現(xiàn)，PPO2能夠結(jié)合氧氣，并在含晶細(xì)胞的協(xié)助下，通過(guò)特定的相變過(guò)程將氧氣輸送到全身各處。此外，含晶細(xì)胞還與氣管系統(tǒng)緊密合作，共同調(diào)節(jié)PPO2的運(yùn)動(dòng)和分布，從而確保氧氣的高效利用。

 

這一發(fā)現(xiàn)不僅挑戰(zhàn)了我們對(duì)昆蟲(chóng)氧氣供應(yīng)方式的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，也為未來(lái)研究其他生物體的氧氣運(yùn)輸機(jī)制提供了新的視角。它表明，在生物進(jìn)化的過(guò)程中，不同的生物體可能發(fā)展出了多樣化的氧氣運(yùn)輸策略，以適應(yīng)各自獨(dú)特的生活環(huán)境和生存需求。同時(shí)，這一研究也為開(kāi)發(fā)新型的生物醫(yī)學(xué)材料和技術(shù)提供了潛在的靈感和思路。