日研究发现光线调节海胆肠道开关的机制

日本京都大学等高校的研究人员在新一期英国《自然·通讯》杂志上报告说，他们发现不同光线调节海胆肠道出入口的机制，这种机制能够提升海胆消化吸收的有效性。该成果为研究动物消化系统的功能调节和进化提供了启示。

日本京都大学日前发布新闻公报介绍了该校与筑波大学、广岛大学研究人员的上述研究成果。公报中说，包括人类在内的左右对称动物多数拥有从口一直贯通到肛门的消化道，负责消化吸收摄入的食物以及排泄废物，而更为原始的动物的消化道是只有一个开口的袋状结构。一般认为贯通的消化道是左右对称动物在进化过程中获得的特征，而这种类型的消化道需要一套机制妥善控制消化道的入口和出口。

在本项研究中，三家高校组成的团队利用马粪海胆幼体探索消化道出入口的控制机制。海胆的消化道属于贯通结构，但组成非常简单。先前的研究显示，它们肠道的入口即幽门会响应光线而打开，存在一条光照射后在血清素和一氧化氮作用下幽门打开的神经通路。

本次研究人员发现，马粪海胆肛门响应光线的通路与此前报告的幽门的光应答通路不同，主要是海胆的光受体蛋白、视蛋白2接收到光线后，就会抑制神经传递物质多巴胺和乙酰胆碱的作用，从而使肛门打开。

研究人员还发现海胆幽门和肛门的开关互相抑制。幽门打开所必需的血清素具有抑制肛门打开的功效，而关闭肛门的多巴胺能诱导幽门打开。此外，海胆肛门的应答通路对蓝光和波长更长的光有反应，而幽门的通路仅响应蓝光。

研究人员推测，左右对称动物进化出贯通型消化道的时候，光线的控制机制可能发挥了重要作用。公报说，这项研究有助于进一步了解动物如何在进化中适应环境。