淡く、縮んでいて盲目なソマリアの洞窟魚は、世界で最も光の少ない海で静かな生活を送っています。 恐ろしくpal白で、話す目がないため、これらのペースト状の魚は哺乳類とあまり共通点がないように見えますが、謙虚な洞窟魚には目をはるかに超えています。
科学者たちは、昨日、「 Current Biology 」誌で、ケイブフィッシュが哺乳類の進化の神秘的な章である太陽光発電によるDNA修復の喪失に非常に必要な光を当てることができると報告しました。 ほとんどの生物は、日光によって活性化された自身のDNA分子を修復するメカニズムを持っていますが、哺乳類は途中でどこかで特性を失い、ソマリアの洞窟魚もそうでした。
生命の取扱説明書として、DNAは貴重な商品です。 この重要なコードへの持続的な損傷は、老化と癌に対する感受性の増加の両方に貢献します。 残念ながら、DNAのコピーと読み取りのプロセスはエラーに満ちている可能性があり、私たちの周りの環境は有害な化学物質から遺伝子配列を変えることができる紫外線まで、危険に満ちています。
しかし、危殆化したDNAを修復できる一連のセルラーマシンのおかげで、これらの遺伝的事故のほとんどは結果なしに修正されます。 これらの重要な修復機能の中には、フォトリアーゼと呼ばれる太陽光発電酵素を使用して、紫外線への曝露によって引き起こされるDNAのエラーを修正する光再活性化システムがあります。 この巧妙な防御メカニズムは、DNAを損傷するのと同じ危険（日光）が遺伝コードの修復システムをトリガーすることを意味します。
哺乳類と洞窟魚はかなり異なりますが、どちらも暗闇での生活に適応しています。 この猫のような多くの夜行性哺乳類には、夜間視力を改善し、目を「光沢がある」ように見えるようにする目の層があります。 （トーマス・オイラー/ flickr） 光の再活性化は生命の木全体に広がっていますが、哺乳類には完全に存在していません。 そして、長い間、私たちは一人だと思っていました。 しかし、科学者たちは、太陽電池式のDNA修復機能を失った真菌や線虫のいくつかの種（および洞窟に生息する甲殻類の一部の特定の個体群）を発見し始めました。 暗所に住むグループであるソマリアの洞窟魚に新たに加わったのは、進化史の同様の段階を経た最初の哺乳類以外の脊椎動物かもしれません。
「[光再活性化]は、バクテリアから植物や多くの動物に至るまで非常に保存されたシステムです」と、ドイツのカールスルーエ工科大学の生物学者、ニコラス・フォルクスは言います。 「機能の喪失を見ると、それは深刻です。」
では、どのように洞窟魚は哺乳類に似ているのでしょうか？ 答えは、結局のところ、文字通り私たちを暗闇の中に保ちます。 私たちの哺乳類の祖先は非常に夜行性のライフスタイルを楽しんでいたと、ユニバーシティカレッジロンドンの進化生物学者Roi Maorは言います。 数億年前、私たちの温血動物の先駆者は、太陽が大好きな恐竜に食べられないように日中隠れていたかもしれません。
この夜行性は、私たちの進化において「それを使用するか、それを失う」という原則を活性化したかもしれません。 マニア氏によると、約1億年の廃業により、太陽の光の特性（太陽光発電による光再活性化など）は破棄された可能性があります。 これらの遺伝的損失は、哺乳類が日光に逆戻りし始めた後も現代にとどまりました。
新しい研究Haiyu Zhaoの筆頭著者を含むFoulkesの研究グループは、他の夜行性動物のDNA修復の研究に着手し、光再活性化メカニズムの喪失についてさらに学びました。 ソマリアの洞窟魚 （ Phreatichthys andruzzii ）は、日光を嫌い 、調べるのに最適な生き物でした。
しかし、最初に、研究者は比較のポイントを必要としました。 このため、彼らは別の淡水魚を箔として選択しました。ゼブラフィッシュは、多くの生物学研究室でよく研究されている定番です。 他のほとんどの動物と同様に、ゼブラフィッシュのゲノムは日光対応の光再活性化システムをコード化しており、明るい環境で高線量の紫外線への曝露に耐えることができます。 しかし、完全に暗闇に閉じ込められたUVザッピングされたゼブラフィッシュは、DNA損傷の影響に対してより敏感です。
一方、研究者がソマリアの洞窟魚でこれらの同じ実験を行ったとき、魚は紫外線に過敏でした。 野生では、この種は日光から完全に隔離されて生息しているため、日光に似た条件に魚をさらしても、UV放射に耐えることはできませんでした。
これらの盲目ソマリアの洞窟魚は、実際には目で見ても簡単です...たとえ彼らが自分自身を持っていなくても。 （ルカ・スカポリ/フェラーラ大学） 魚のゲノムを掘り下げることにより、研究者は、ゼブラフィッシュが日光の存在下でパワーアップする3つの回復性のフォトリアーゼを製造する一方で、ソマリアの洞窟魚は壊れたシステムのみをエンコードすることを発見しました。 さらに調査すると、研究者はゼブラフィッシュと洞窟魚がフォトリアーゼの発現を制御する方法の違いを判断することができました。
光が存在すると、ゼブラフィッシュ細胞の分子「鍵」は遺伝的「ロック」に導かれ、DNA修復メカニズムを活性化するために解放されます。 奇妙なことに、穴居人は完全なロックを持っており、フォトリアーゼの発現を解き放つ準備ができているように見えたが、キーは時間の経過とともに失われたように見える。 Foulkesのチームは現在、洞窟魚のゲノムの損傷したキーまたは欠落したキーを探しています。
「それは、進化が行為に巻き込まれているようなものです」とフォルクスは言います。 「修復システムが失われているプロセスを確認できます。」
200種以上の洞窟魚が地球に生息していますが、このソマリアの標本は光活性化システムを失ったと最初に報告されています。 しかし、ケイブフィッシュの中でも、 P。andruzziiは過激派であり、過去300万年かそこらを太陽の下で過ごしました。 水中の洞窟の永遠の暗闇の中で、この水泳選手にとって最大の関心事は、前方の長い道のエネルギーを節約することです。Foulkesによれば、これらの魚は50年以上生きることができます。
哺乳類は洞窟魚のライフスタイルを共有していませんが、これらの遺伝的損失は、多様な種が共有する暗い進化の軌跡を明らかにする可能性があります。 イタリアのフェラーラ大学の洞窟魚の専門家であるシルビア・フセリは、生物は環境圧力の下で有用な特性を開発するのではなく、もはや有用ではなくなったシステムを放棄したようです。
「たぶん、これらの魚は何百万年も前に私たちの祖先で起こったことを再現しているでしょう」とフォルクスは言います。
地球の海の洞窟や深海のsunで、太陽を振る種の一部がまだ人間の発見をうまく回避できていないことを考えると、おそらく光活性化を落とした最後の生き物は見つかりませんでした。 「これらの魚、菌類、[甲殻類]に出現しています...人々が一貫して見つけるものになるでしょう」と、洞窟に生息する淡水甲殻類を研究するアメリカ大学の生物学者、デイビッド・カーリーニは言います。
そして、私たちが知る限り、 P。andruzziiは、光を嫌う仲間のほとんどの間で、まだかなりユニークです。 暗闇を好む種がさらに研究されるまで、ソマリアの洞窟魚は、哺乳類が太陽の下で癒す能力を失った方法の謎を解決するための指針となる可能性があります。
