动物可能有不止一种存活缺氧的方法

虽然潮汐甲壳类动物缺乏一系列关键基因，但它能够在缺氧条件下生存，这提高了动物可能有更多方法来处理低氧环境的可能性。

发表在美国国家科学院院刊上的俄勒冈州立大学研究人员的研究结果很重要，因为缺氧 - 低氧区域 - 在全球水域中呈上升趋势，这主要是因为人为因素，如农业径流，化石燃料燃烧和废水处理废水。

缺氧是动物的主要生理挑战，其进化历史包括开发细胞机制以解决氧气可用性的变化。HIF途径 - 缺氧诱导因子 - 是动物用于感知和调节氧水平的主要机制。

然而，太平洋海岸甲壳动物Tigriopus californicus缺少HIF途径的主要遗传成分，并且没有鳃或呼吸色素 - 一种分子，如人体中的血红蛋白，可增加血液的携氧能力。尽管如此，它在幼虫和成虫阶段都能耐受极低的氧气水平至少24小时。

俄勒冈州立大学的研究表明，加利福尼亚州的T.可能依赖其他基因，即那些参与角质层重组和几丁质代谢的基因，成功应对其潮间带家中的低氧应激;角质层是指由表皮分泌并覆盖表皮，皮肤外层和甲壳质构成甲壳类动物外骨骼的层。

暴露于近乎缺氧条件的动物的RNA测序 - 极端类型的缺氧 - 显示出超过400种基因被表达，几丁质代谢和角质层重组基因在缺氧期间显示出一致的变化模式。

俄勒冈州立大学科学学院综合生物学助理教授，研究报告的共同作者费利佩巴雷托说：“这条通路是这种小动物可以解决低氧供应问题的潜在解决方案。”

研究的主要作者，Barreto实验室的博士后研究员Allie Graham说，加利福尼亚T. californicus已成为研究海洋环境生理适应性的优秀模型。

去年夏天，格雷厄姆获得了为期两年的国家科学基金会生物学博士后研究奖学金，以研究海洋生物如何应对压力环境条件，特别是缺氧。她说，加利福尼亚州缺氧耐受的模式和机制在很大程度上都是低毒耐受的。

“海水中的缺氧在分布，频率和严重程度方面迅速增加，”格雷厄姆说。“一些沿海生态系统甚至会在季节性地达到缺氧水平。低氧会使各种生物难以生存，而且鱼类和甲壳类通常具有最低的耐受性。”

T. californicus生活在主要由波浪冲刷而不是高潮的池中，使其和其他居民处于极端环境压力下，不仅来自低氧，还来自盐度，酸度和温度的波动。

“没有呼吸结构或色素，T。californicus可能依靠皮肤扩散将二氧化碳换成氧气，”格雷厄姆说。“它的生理学可能解释了它如何能够耐受这种关键的HIF途径的丧失，反过来，又可以选择其他细胞应激反应机制来保持其氧气水平稳定。

“作为一名花费了大部分博士工作的人在氧气限制环境中讨论HIF途径对动物的重要性，在加利福尼亚T.基因组中找不到这些基因肯定是一个巨大的震撼，”她补充说。 。“目前的文献讨论了这一途径，好像它是所有动物中的一种，脊椎动物对于血管发育至关重要，甚至在肿瘤生物学中发挥作用。因此缺乏这些基因，HIF途径的核心，很有趣。“

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