万圣节基因家族Halloween Genes | 如果果蝇也有亡灵，你会害怕吗？

果蝇，也有万圣节！

人类用南瓜和糖果过节，他们用绳命，啊不，基因过。

严肃点，果蝇真的有一组基因，被叫做“万圣节基因”（Halloween Genes）。果蝇基因组数据库flybase上可以检索得到（http://flybase.org/reports/FBgg0000212.html#pubs）。而且，这些看上去有点莫名其妙的基因还帮助他们的发现者获得了95年的诺贝尔奖。

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果蝇基因组数据库里的HalloweenGenes信息

95年诺贝尔获得者，那些年与幽灵果蝇为伍的科学家们

这些Halloween基因主要是编码细胞色素P450超家族酶系中调控蜕皮激素生物合成的。细胞色素P450想必大家都不陌生，它是广泛存在于细菌、真菌、动植物等生物体中不可或缺的氧化酶系中的末端氧化酶，调控内源物质代谢与转化或外源化合物的活化与降解的重要生命过程。即使在地球编年史上看，上细胞色素P450基因也称得上最古老的超基因家族之一了。

在昆虫中P450基因最值得关注的功能之一就是蜕皮激素的合成与代谢。由于昆虫不能利用简单的碳分子合成甾醇，因此食物中的胆固醇和植物甾醇是合成蜕皮激素20-羟基蜕皮酮的主要来源。由胆固醇合成蜕皮素的生物合成途径中可能有4个或更多不同催化步骤是由线粒体或微粒体的细胞色素P450催化。

蜕皮激素调控了很多包括节肢动物蜕皮和变态发育在内的关键事件。所以不难猜到，如果这些基因发生变异，就可能会干扰果蝇的变态与蜕皮过程，造成各种奇形怪状的发育异常。而事实上，蜕皮素活化的本质是P450酶系，其中很重要的一组调控基因就是Halloween突变家族基因啦。

看到了吗，万圣节基因在右下角！

目前已有被报道的万圣节基因有disembodied（无肉身）、haunted（闹鬼）、ghost（鬼魂）、mummy（木乃伊）、shroud（裹尸布）、phantom（幽灵）、shadow（影子）、shade（阴暗）、spook（惊吓）和直系同源的spookier（更惊吓，不要惊讶，在按蚊、赤拟谷盗中还发现了spk的另一个直系同源基因spookiest……）。在这一组基因里，最早被发现和研究的Halloween基因是“无肉身（disembodied, dib）”， 随后shadow (sad), shade (shd), spook (spk), phantom (phm)等陆续被发现。

万圣节基因

Halloween Genes

Spook 惊吓 

Spookier 更吓人 

Disembodied 无肉身的 

Haunted 闹鬼的 

Shadow 影子 

Shade 阴暗 

Phantom 幽灵 

Shroud 裹尸布 

Mummy 木乃伊 

Ghost 鬼魂 

    ...

而这些果蝇基因组中的Halloween基因，他们最主要的工作就是，参与了从胆固醇到类固醇激素类固醇激素20-羟基蜕皮酮（20E）的转化过程。类固醇激素20E在果蝇生长发育和性成熟中起着十分重要的作用，过高、过低、跑偏都会影响果蝇的生存、生长和颜值。即使在哺乳动物中没有20E，类固醇激素也是人体重要的激素类型，比如一些健身教练或者运动员们为了增强体能而注射的类固醇类药物，这个去年在BBC上还专门做了一期纪录片介绍。

Halloween基因就是酱调控类固醇激素20E滴！

而Halloween基因家族中每一个基因名字都起的那么惊悚，当然也不是全无缘由的。事实上，一旦万圣节基因发生突变，果蝇胚胎将面临着畸胎和高致死的风险，甚至有可能胚胎在形成角质层或者外骨骼之前就已经死亡。此外，这些基因之所以得名，不仅仅是因为它们突变和死亡，还跟惨不忍睹的颜值有关。报道显示，很多突变的胚胎出现了幽灵般的外观，比如上文提到的因为“无肉身（disembodied）”，可能会导致角质层和头部没有分化 ；“闹鬼（haunted）”突变体只能观察到头部；“木乃伊（mummy）”突变导致口齿分化不全，等等。

野生型和dib基因突变体、sed基因突变体

还在实验室加班的童鞋，如果你在在万圣节碰到了一个果蝇的灵魂，请记得给它一粒糖果。

万圣节快乐！

／End.

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回复文字：果然科学，看一篇好玩的科普文。