令人震惊的新发现——电鳗可以用 860 伏的电击改变 DNA
令人震惊的新发现——电鳗可以用 860 伏的电击改变 DNA
科学家们发现，电鳗不仅能电击猎物，还能将DNA注入附近的动物体内，以我们无法想象的方式改变它们的基因，这一发现似乎直接来自科幻小说。这种奇怪的现象被称为电穿孔，人们认为这种现象仅限于实验室，但现在看来，大自然可能有自己的变化。在这些电鳗繁衍生息的河流深处，电流可能以一种我们无法理解的方式混合和匹配基因。这对野生生命意味着什么？谜团才刚刚揭开。
令人震惊的发现
电鳗躲在栖息地的植被中。图片来自那不勒斯
一项新研究揭示了电鳗的一项惊人能力：通过电击将DNA转移到其他动物体内。研究人员发现，电鳗的放电可以改变附近动物（如鱼苗）的DNA。这种现象已在受控实验室环境中被观察到，并引发了人们对其自然含义的好奇。
电鳗如何发电？
电鳗利用一种称为电解质的特殊细胞产生电击，这种细胞控制钠离子和钾离子产生电压。这些细胞被包裹在一种称为电器官（EO）的独特组织中。电器官可以释放高达860伏的电压，足以击晕猎物或抵御自然栖息地的威胁。
电穿孔：一种令人惊讶的基因转移方法
电鳗转移DNA的过程称为电穿孔。它涉及使用电场在细胞膜上形成临时孔隙，从而允许外来DNA进入细胞。虽然电穿孔是基因工程实验室中的一种常见技术，但这项研究是首次记录它在自然界中发生的情况。
DNA转移实验
为了验证这一想法，研究人员对电鳗放电和斑马鱼幼体进行了实验。幼体暴露在含有荧光标记的DNA溶液中，如果DNA成功转移，荧光标记就会发光。结果表明，5%的幼体已将新DNA整合到细胞中，表明转移成功。
环境DNA和亚马逊河
巴西亚马逊州首府马瑙斯附近的亚马逊雨林鸟瞰图。图片来自 Neil Palmer/CIAT，CC BY-SA 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0，来自 Wikimedia Commons
这项研究的主要作者Atsuo Lida认为，亚马逊河中的电鳗可以自然地引起类似的DNA转移。来自各种植物和动物的环境DNA漂浮在河流中，电鳗的放电可能会导致这些DNA被附近的生物吸收。这个想法暗示了一种新的自然基因重组机制。
电鳗放电的不稳定性
与用于电穿孔的受控实验室机器不同，电鳗会产生多变的脉冲和不稳定的电压。尽管如此，它们仍然设法在实验室中诱导基因转移。这表明自然界中的放电在基因改造中可能发挥比以前认为的更重要的作用。
其他带电生物的潜力
这项研究提出了一个问题：其他会发电的生物是否也会影响基因变化。如果电鳗可以诱导DNA转移，那么其他动物甚至闪电等自然现象是否也能产生同样的效果？这为自然基因改造研究开辟了一个新的领域。
注意：实验室条件与自然环境
实验室里的研究人员。图片由 Anna Shvetsa 通过 Pexels 拍摄
虽然实验室结果令人鼓舞，但研究人员警告不要假设这个过程以同样的方式自然发生。实验室的受控环境与河流的动态条件有很大不同。需要更多的研究来确认在自然栖息地是否会发生类似的基因变化。
对未来研究的启示
鳗鱼驱动的DNA转移的发现可能会彻底改变我们对自然界基因转移的理解。研究人员被鼓励探索“跳出框框”的想法来发现新的生物现象。这类研究可能会在遗传学和环境生物学等领域带来突破。
电穿孔的未知数
即使在实验室条件下，电穿孔背后的确切机制仍不太清楚。人们认为电脉冲会损坏细胞膜，从而使带负电荷的DNA进入。更好地了解这一过程可以增强基因转移的自然应用和实验室应用。
闪电能发挥作用吗？
闪电。图片来自 Felix Mittermeier 通过 Unsplash
闪电或其他自然电源可能促进DNA转移的想法很有趣。如果电鳗能够引起这样的基因变化，那么雷击也可能对暴露于雷击的生物产生类似的影响。这种可能性值得进一步研究，以探索电对遗传学的影响程度。
遗传科学的新前沿
DNA 表征。图片来自 Pexels
这项研究代表了遗传学领域的新前沿，揭示了一种此前科学家未知的自然基因转移方法。这些发现可能为未来研究生物体如何与环境中的电场相互作用铺平道路。正如Atsuo Lida所说，探索这些意想不到的想法可能会让我们对生命的理解取得重大突破。
