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竹子中的微小RNA:重塑貓熊基因的關鍵

儘管貓熊擁有肉食性消化系統,牠們卻以竹子為主食,且如今科學家可能已經揭開了這背後的重要原因。研究發現,竹子中的微小RNA(miRNA)透過消化進入貓熊體內,並幫助調節基因表現,這可能影響了牠們的味覺偏好與飲食適應性。這些來自植物的分子甚至可能影響貓熊的嗅覺與味覺,讓牠們能夠挑選最新鮮的竹子。此外,研究也指出,miRNA在動物健康中可能扮演更廣泛的角色,例如影響免疫力與疾病抵抗力。

貓熊的消化系統原本是為肉食性飲食設計的,但牠們卻主要以竹子為食。隨著時間推移,牠們發展出一些生理適應,例如偽拇指用於抓握竹子,以及適合壓碎堅硬竹稈的扁平牙齒。所有生物都依賴DNA儲存遺傳訊息,並透過RNA傳遞這些訊息。其中,miRNA是一種小型非編碼RNA分子,在基因表現中扮演關鍵角色,能將遺傳指令轉化為功能性特徵。某些來自植物的miRNA可以透過食物被吸收,進而影響食用者的生物過程。

中國的研究團隊探討了植物來源的miRNA是否能夠進入貓熊體內並影響其基因表現,從而幫助牠們適應以竹子為主的飲食。中國西華師範大學的研究員李峰博士表示:「我們發現貓熊的血液中存在植物來源的miRNA,這證明瞭竹子作為貓熊的食物確實影響了牠們的飲食習慣變化。」研究團隊從七隻貓熊身上採集了血液樣本,包括三隻成年雌性、三隻成年雄性與一隻幼年雌性,並在這些樣本中發現了57種可能來自竹子的miRNA。

李峰解釋:「竹子中的miRNA可以透過飲食進入貓熊體內,被腸道吸收後進入血液迴圈,進而調節RNA的訊息傳遞,影響貓熊的基因表現。」這些植物來源的miRNA能夠調節多種生理過程,包括生長發育、生物節律、行為與免疫反應。此外,竹子中的miRNA也參與了貓熊嗅覺、味覺與多巴胺路徑的調節,這些都與牠們的飲食習慣息息相關。

研究人員認為,隨著貓熊攝取更多竹子,某些miRNA會逐漸累積,調節基因表現,並幫助牠們適應竹子的味道。這些miRNA也可能影響貓熊的嗅覺,使牠們能夠挑選最新鮮且營養豐富的竹子。因此,竹子中的miRNA可能促進了貓熊從肉食性飲食轉向植物性飲食的適應過程。

研究還發現,不同年齡與性別的貓熊,其血液中的miRNA組成也有所不同。李峰指出:「只有那些能夠調節基因表現的miRNA才能在體內留存,而無作用的miRNA則會被排出體外。例如,某些miRNA調節生殖過程,因此只能在特定性別或年齡的貓熊血液中找到。」

miRNA能夠從植物傳遞訊號到動物體內,這可能為研究動物疾病的治療與預防開啟了新的大門。李峰強調:「植物miRNA也可能參與調節動物的免疫系統,增強其疾病抵抗力。」此外,研究植物miRNA引起的變化,也有助於評估與提升植物性食品對動物與人類的安全性。然而,要得出關於miRNA潛力及其對貓熊影響的明確結論,還需要更多研究。

李峰總結:「貓熊是我們國家的珍貴國寶,取得血液樣本並不容易。如果可能,我們希望收集尚未食用竹子的幼年貓熊血液樣本進行研究,或許能獲得更多令人驚喜的結果。」

參考文獻:Cross-Kingdom Regulation of Gene Expression in Giant Pandas via Plant-Derived miRNA, 2025年2月28日, Frontiers in Veterinary Science. DOI: 10.3389/fvets.2025.1509698