Ancient convergent losses of Paraoxonase 1 yield potential risks for modern marine mammals.
Ancient convergent losses of Paraoxonase 1 yield potential risks for modern marine mammals.
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DOI：
10.1126/science.aap7714
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发表时间：
2018-08-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Clark NL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Meyer WK;Jamison J;Richter R;Woods SE;Partha R;Kowalczyk A;Kronk C;Chikina M;Bonde RK;Crocker DE;Gaspard J;Lanyon JM;Marsillach J;Furlong CE;Clark NL
哺乳动物通过在截然不同的环境中定居而实现多样化，每次转变都会产生许多分子变化，包括蛋白质功能的丧失。虽然这些损失最初并不有害，但随后可能会带来有害的多效性后果。在这里，我们使用系统发育方法来识别独立海洋哺乳动物谱系的趋同功能损失。在一种极端的情况下，对氧磷酶 1 (PON1) 在所有海洋谱系中都会产生损伤，而在所有陆生哺乳动物中却保持完整。这些病变与海洋物种血浆中 PON1 酶活性丧失相一致。这种收敛性损失可能是由于海洋祖先的脂质代谢和/或血流氧化环境的平行变化影响了 PON1 在脂肪酸氧化中的作用。 PON1 的损失还消除了海洋哺乳动物对特定人造有机磷化合物神经毒性的主要防御能力，这意味着现代环境中存在潜在风险。有机磷毒性可能威胁现代海洋哺乳动物，因为它们的祖先因氧化或代谢原因反复丢失 PON1。
Mammals diversified by colonizing drastically different environments, with each transition yielding numerous molecular changes including losses of protein function. While not initially deleterious, these losses could subsequently carry deleterious pleiotropic consequences. Here we use phylogenetic methods to identify convergent functional losses across independent marine mammal lineages. In one extreme case, Paraoxonase 1 (PON1) accrued lesions in all marine lineages, while remaining intact in all terrestrial mammals. These lesions coincide with PON1 enzymatic activity loss in marine species’ blood plasma. This convergent loss is likely explained by parallel shifts in marine ancestors’ lipid metabolism and/or bloodstream oxidative environment affecting PON1’s role in fatty acid oxidation. PON1 loss also eliminates marine mammals’ main defense against neurotoxicity from specific man-made organophosphorus compounds, implying potential risks in modern environments. Organophosphate toxicity may threaten modern marine mammals due to their ancestors’ repeated loss of PON1 for oxidative or metabolic reasons.
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作者：
Morris, Adam D.;Muir, Derek C. G.;Duric, Mark
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Duric, Mark
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作者：
Chikina, Maria;Robinson, Joseph D.;Clark, Nathan L.
通讯作者：
Clark, Nathan L.
影响因子：
5.1
作者：
Furlong CE;Marsillach J;Jarvik GP;Costa LG
通讯作者：
Costa LG
DOI：
10.1002/ar.20530
发表时间：
2007-06-01
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2
作者：
Marino, Lori
通讯作者：
Marino, Lori
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作者：
Shih, DM;Gu, LJ;Lusis, AJ
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