蛋白质研究揭示了小鼩鼱如何达到每分钟 1,020 次的静息心率

鼩鼱的静息心率可达每秒17次，相当于每分钟约1020次。相比之下，人类平均静息心率约为每分钟 60 至 100 次，这使得鼩鼱的静息心率比人类高约 10 至 17 倍。

迄今为止，这些现象是如何发生的一直是个谜达到如此极端的静息心率，但是一个新的学习，刚刚发表在期刊上科学，揭开谜底。

由在奥胡斯大学 (AU) 任职期间的博士后 William Joyce 和曾在 AU 任职、现任职于加拿大马尼托巴大学的 Kevin Campbell 教授领导的一个国际研究小组研究了心脏蛋白质的进化变化。心肌肌钙蛋白 I”使鼩鼱能够达到异常高的静息状态。

“我们发现，在鼩鼱和密切相关的鼹鼠中，调节心脏松弛时间的心脏蛋白的一个关键部分缺失了。这种进化缺失永久地消除了心脏松弛的阻碍，使它们的心脏跳动得更快，”现在工作的乔伊斯解释道。西班牙卡洛斯三世国家心血管研究中心 (CNIC)。

缺失的 DNA 区域

这种蛋白质对于心脏收缩期间结合钙离子的能力起着至关重要的作用。钙离子是人体必需的收缩，因此对心脏功能至关重要。

在其他哺乳动物中，这种蛋白质含有两个特定的丝氨酸当心脏受到压力或体力活动期间释放的肾上腺素等激素刺激时，这些激素会暂时改变。这种修饰有助于心脏的肌纤维释放收缩后更快，让心肌更快地放松，让心脏有更多的时间在两次跳动之间充满血液。

然而，鼩鼱的进化发生了变化。

“在鼩鼱的早期祖先中，编码两条丝氨酸的 DNA 区域失活。这意味着即使在动物休息时，该蛋白质也始终像被肾上腺素激活一样发挥作用，从而使鼩鼱能够达到极限心率。”坎贝尔解释道。

蝙蝠绘制进化路径

研究人员还研究了蝙蝠的心脏蛋白，蝙蝠和鼩鼱一样，心率可以达到每分钟超过 1000 次。这使他们更好地了解高心率能力是如何进化的。

“我们的分析表明，某些蝙蝠物种可以跳过编码两个丝氨酸氨基酸的基因部分，当已形成。古代鼩鼱和鼹鼠可能具有相同的能力，进化逐渐有利于它们的肌钙蛋白 I 完全失去这个区域。这使得他们能够进化得更高率，”坎贝尔解释道。

研究小组的下一个目标是探索如何将这些发现转化为生物医学。乔伊斯说：“这意味着复制肌钙蛋白 I 的剪接，正如在蝙蝠、模型生物体以及最终可能在人类心脏中观察到的那样，以模仿有益效果。”