竹子想被吃掉吗?Tan 及其同事发现 竹子可能通过微小RNA(miRNA)分子积极影响熊猫 这些化学物质进入大熊猫的血液,改变它们的生理结构,使它们尽管拥有食肉动物的消化系统,却更喜欢植物。
西华师范大学的科学家分析了七只大熊猫的血液样本,发现了 57 种微小核糖核酸(miRNA),即源自竹子的微小遗传分子。miRNA 充当基因表达的调节器,决定哪些基因产生蛋白质,哪些基因不产生蛋白质。
“竹子中的miRNA可以通过饮食进入大熊猫体内,被肠道吸收,进入血液循环,然后调节大熊猫RNA传递信息的时间,从而起到调控大熊猫基因表达的作用,”资深作者李峰博士说。
miRNA 会干扰控制味觉、嗅觉和大脑多巴胺奖励系统的基因。例如,一种 miRNA 靶向负责感知苦味的 TAS2R3 基因,这可能有助于在选择可食用部分时识别竹子中的有害物质。
八种竹子 miRNA 可能针对熊猫的多巴胺代谢途径。多巴胺就像大脑中传递愉悦信号的化学信使。通过减缓多巴胺的加工,这些分子可能会增强吃竹子时的愉悦感,从而增强熊猫对这种植物的偏爱。
似乎只有与基因表达相互作用的 miRNA 才会留在血液中。一些仅在幼年大熊猫中检测到的 miRNA 靶向与生长发育有关的基因。其他仅在雄性大熊猫中发现的 miRNA 调节精子的产生,而雌性大熊猫中的 miRNA 则影响雌性激素,表现出年龄和性别特异性。
Tan 及其同事的研究人员还发现了植物 miRNA,它们通过调节消化、新陈代谢和能量节约来帮助熊猫适应竹子饮食。这对熊猫来说尤其重要,因为竹子的营养价值很低。miRNA 与 MAPK 通路协同作用,调节细胞生长。
同时,它们还影响AMPK基因,抑制能量消耗过程,激活能量产生途径。正如论文所述:“这种机制或许可以解释为什么大熊猫尽管食用了营养不良的竹子,却能获得相对强健的体格。”
这项研究首次展示了大熊猫的“跨界”基因调控,即来自一个物种(竹子)的分子可以影响另一个物种(熊猫)的基因表达。这表明竹子并不是熊猫的被动受害者,而是引导着它们。
miRNA 能够将信号从植物传递到动物,这一事实可能为研究治疗和预防动物疾病打开大门。“植物 miRNA 也可能参与调节动物免疫系统,增强动物的抗病能力,”李指出。
Tan H, Wang C, Li F, Peng Y, Sima J, Li Y, Deng L, Wu K, Xu Z 和 Zhang Z (2025) 通过植物来源的 miRNA 调控大熊猫的跨界基因表达。Front. Vet. Sci. 12:1509698。 https://doi.org/10.3389/fvets.2025.1509698
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