铁线虫是什么，新研究揭示铁线虫如何利用窃取的DNA劫持宿主行为

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1、日本理化学研究所生物系统动力学研究中心（BDR）的三筱塔平（TappeiMishina）领导的研究小组发现，寄生虫利用偷来的基因操纵宿主，而这些基因很可能是通过一种叫做水平基因转移的现象获得的。这些发现最近发表在《当代生物学》（CurrentBiology）杂志上。

2、许多寄生虫会操纵宿主的行为，以确保它们的生存和繁殖能力。铁线虫就是这种行为控制最复杂的例子之一。铁线虫出生在水中，利用蜉蝣等水生昆虫搭便车来到旱地，在那里它们等待被蟋蟀或螳螂等陆生昆虫吃掉。

3、铁线虫一旦到达这些宿主，就会开始生长并操纵宿主的行为。成熟的铁线虫最终会诱使宿主跳入水中，通常会导致宿主最终死亡，这样它就能完成自己的生命使命并进行繁殖。

4、铁线虫以螳螂为最终宿主。在螳螂体内成熟后，它们操纵宿主进入水体，在那里寄生繁殖。图片来源：TakuyaSato

5、以前的研究表明，铁线虫会劫持宿主的生物通路，增加向光的运动，从而导致宿主接近水体。科学家认为，这是通过模仿宿主中枢神经系统的分子来实现的，但这些寄生虫究竟是如何发展出这种分子模仿能力的，一直是个谜。

6、为了回答这个问题，研究人员分析了脊索动物铁线虫在操纵螳螂宿主之前、期间和之后的全身基因表达。他们发现，当宿主受到操纵时，有3000多个铁线虫基因的表达量增加，而有1500个基因的表达量减少。另一方面，螳螂大脑中的基因表达没有变化，事实上，与未感染螳螂的基因表达无法区分。这些结果表明，铁线虫会产生自己的蛋白质来操纵宿主的神经系统。

7、研究人员接下来搜索了一个蛋白质数据库，以探索铁线虫用来操纵螳螂的基因的起源。米西纳说："令人吃惊的是，许多可能在操纵宿主方面发挥重要作用的铁线虫基因与螳螂基因非常相似，这表明它们是通过水平基因转移获得的。水平基因转移是一个生物过程，在这个过程中，基因从一种生物转移到另一种生物，但不是通过繁殖。它可以对生物进化产生重大影响，使生物能够迅速获得新的基因或功能，从而帮助它们适应新的环境或生活方式。铁线虫

8、进一步的分析支持了这样的观点，即脊索动物铁线虫中的分子拟态很可能是来自螳螂的水平基因转移的结果。特别是，研究发现有1400多个铁线虫基因与螳螂体内的基因相匹配，但与不使用螳螂宿主的铁线虫物种相比，这些基因不存在或有很大差异。作者的结论是，他们发现的大量拟态基因很可能是铁线虫进化过程中来自不同螳螂物种的多个水平基因转移事件的结果。这些基因，特别是那些与神经调节、对光的吸引力和昼夜节律有关的基因，似乎在宿主操纵中发挥了作用。

9、横向基因转移是细菌进化抵抗抗生素的主要途径之一。米西纳相信，随着我们发现更多多胞生物之间水平基因转移的例子，我们将对这一现象以及整个进化过程有更深入的了解："我们在铁线虫身上发现的许多水平基因转移案例可以作为一个很好的研究模型。利用这个模型，我们希望能找出水平基因转移的内在机制，并推进我们对进化适应的理解。"

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