地球海洋的底部，简直就像另一个星球。那里温度极低，几乎没有阳光，而上方水体施加的巨大压力足以将一个人压扁，就像压扁一个易拉罐一样。一些物种，包括一些章鱼、乌贼和栉口类动物——也就是栉水母——仍然设法生活在这个真实存在的黄昏地带。一项于 6 月 27 日在《科学》杂志上发表的研究发现，栉水母的细胞膜结构独特，能够让它们在如此巨大的压力下生存。
栉水母和细胞膜
虽然栉水母看起来像水母，但它们并非近亲。它们属于栉口动物门，而水母属于腔肠动物门。栉水母遍布世界各地海洋的不同深度，它们有八排类似梳子的细小板状结构，用来在水中移动。它们主要以其他栉口动物和其他小型海洋无脊椎动物，如海鞘和僧帽水母为食。
在这项研究中，来自美国各地的科学家团队将目光投向了它们的细胞膜，试图找出这些奇特的无脊椎动物是如何适应其环境的。细胞膜由厚厚的脂质和蛋白质层组成，它们必须保持某些特性才能正常工作。多年来，科学家们一直知道，有些生物改变了它们的脂质以在极寒条件下保持流动性——这一过程被称为同黏性适应。但人们尚未知道生活在深海中的生物是如何适应高压的，或者对寒冷的适应是否与对压力的适应相同。
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该研究的合著者、加州大学圣迭戈分校的生物化学家 Itay Budin 在研究大肠杆菌的同黏性适应时，合著者、蒙特利湾水族馆研究所 (MBARI) 的 Steven Haddock 提出了一个问题。栉口动物是否也存在同样的同黏性适应来补偿极端压力？
关注脂质
这些对寒冷的适应通常与脂质——也就是脂肪有关。生物体越复杂，脂质的种类就越多。例如，人类细胞有数千种不同类型。心脏的脂质与肺部以及皮肤中的脂质不同。这些脂质还有不同的形状，从圆柱形到锥形。
为了确定压力和寒冷适应是否相同，研究团队需要在实验中控制温度变量。该研究的合著者、MBARI 和加州大学圣迭戈分校的生物化学家 Jacob Winnikoff 分析了从北半球各地收集的栉水母。其中包括一些生活在加利福尼亚海底的栉水母，那里的温度较低，水压很高。他们还考察了一些来自北冰洋表面的栉水母，那里温度较低，但水压不是那么高。
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Budin 在一份声明中说：“事实证明，栉水母已经发展出独特的脂质结构来补偿极端压力，这与补偿强烈寒冷的结构是分开的。‘如此之多，以至于压力实际上是它们细胞膜保持在一起的原因。’”
他们将这种适应称为“同曲率”，因为脂质的形成曲线的形状已经适应了栉水母独特的深海栖息地。在这里，它们锥形的脂质演变成了更夸张的锥形。海洋的巨大压力与这种夸张形成了抵消作用，因此使得脂质的形状更加正常，但这只发生在极端的压力下。当深海栉水母被带到水面时，夸张的锥形就会恢复。这时，细胞膜会完全分裂，动物也会随之瓦解。
根据这项研究，具有夸张锥形结构的分子是一种名为醚脂质的磷脂，这种脂质在人类大脑中含量丰富。醚脂质的减少常常伴随着脑功能下降，甚至阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病。
Budin 说：“我们选择研究栉水母的一个原因是它们的脂质代谢与人类相似。‘虽然我并不意外发现醚脂质，但我震惊地看到它们占深海栉水母脂质总量的四分之三。’”
回到细菌
为了进一步验证这一点，研究团队考察了大肠杆菌。他们在高压室中对大肠杆菌进行了两项实验。一项测试使用了未转化的细菌，第二项测试使用了经过生物工程改造以合成醚脂质的细菌。未转化的大肠杆菌死亡了，但含有醚脂质的大肠杆菌菌株却茁壮成长。
Budin 希望这项发现能促使未来对醚脂质在大脑健康和疾病中的作用进行更多研究。
Budin 说：“我认为这项研究表明醚脂质确实具有独特的生物物理特性。‘所以现在的问题是，这些特性对我们自身细胞的功能有多重要？我认为这是其中一个启示。’”
