2007年4月2日

转基因小鼠看到一个更加多彩的世界

一排蓝色和两个橙色面板,用鼠标触摸蓝色面板 基因工程小鼠选择颜色独特的面板,并获得一滴豆浆作为奖励。Kris Krogh,加州大学圣塔芭芭拉分校。

通过给老鼠提供可以让人们看到红色的基因,科学家创造了可以看到更广泛颜色的啮齿动物。该研究为彩色视觉的发展提供了线索,并暗示哺乳动物的大脑可以迅速适应新的感觉信息。

像大多数哺乳动物一样,小鼠的眼睛中只有两种类型的光检测“色素”,一种对我们看到的蓝色短波长敏感,另一种对我们称为绿色的中等波长敏感。大多数灵长类动物眼睛中的视网膜含有第三种类型的光致色素,它对我们认为红色的较长波长敏感。

在2007年3月23日发行的 科学 ,加州大学圣塔芭芭拉分校的Gerald Jacobs博士,约翰霍普金斯大学的Jeremy Nathans博士及其同事着手确定是否将基因添加到长波长照相色素的小鼠基因组中可以增强啮齿动物的视力。他们的研究得到了NIH国家眼科研究所(NEI)和霍华德·休斯医学研究所的支持。

科学家成功地将新基因插入小鼠胚胎,从而使所得小鼠的视网膜中具有所有三种类型的感光蛋白。然而,目前尚不清楚这种改变本身是否会支持新的色彩视觉,或者大脑是否也必须改变以便小鼠感知新的波长。

为了解决这个问题,科学家设计了一个简单的行为测试。小鼠反复暴露于三个照明面板,两个相同,第三个具有不同的颜色。每次以独特的颜色碰触面板时,动物都会得到一滴豆浆奖励。匹配灯和独特灯的位置,颜色和亮度在试验中有所变化。

在完成数千次测试后,研究人员发现,三只经过基因改造的小鼠在选择不同颜色的面板时获得了80%的成功率。相比之下,正常小鼠仅在三分之一的时间内做出了正确的选择,这是偶然获得的相同分数。

研究人员说,他们的发现可能揭示了灵长类动物的色觉进化。超过4000万年前,光色素基因的随机变化在灵长类动物视网膜中产生了另一种对长波长敏感的光色素。长期以来,科学家一直在怀疑灵长类动物的大脑是否必须发展新的联系才能获得新的色彩视觉。这项研究表明,新基因可能立即增强了这些古老灵长类动物的色彩感知能力,也许使它们能够更容易地检测到成熟的果实并赋予它们其他生存优势-最终使我们对世界的了解更加丰富多样。

—由Vicki Contie

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