发现爪哇穿山甲气味标记信息素！MjavOBP3 与麝香酮或成濒危物种保护关键

《Communications Biology》：Muscone-specific olfactory protein MjavOBP3 identified as the putative scent-marking pheromone in the Sunda pangolin (Manis javanica)

在穿山甲种内交流机制不明的情况下，研究人员开展了关于爪哇穿山甲（Manis javanica）气味标记信息素的研究。他们发现麝香酮（muscone）与 MjavOBP3 有高亲和力，是潜在信息素。这为穿山甲保护监测提供了新方向。

　　在动物的世界里，交流方式多种多样，而对于一些动物来说，气味就是它们沟通的 “语言”。穿山甲作为一种濒危哺乳动物，全球仅存 8 个物种且均面临灭绝风险。爪哇穿山甲是一种夜行性穴居动物，视力不佳，它们的种内交流，如交配、警示和气味标记等行为，很大程度上依赖嗅觉。然而，长期以来，穿山甲种内交流所涉及的特定信息素一直是个谜。

为了揭开这个谜团，东北师范大学、广西林业勘测设计院、广西壮族自治区陆生野生动物救护研究与疫病监测中心、澳门大学等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Communications Biology》上，为穿山甲的保护带来了新的曙光。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先通过气相色谱 - 质谱联用（GC - MS）分析穿山甲的尿液、粪便和肛门腺分泌物中的挥发性化合物；利用转录组分析来鉴定和分析相关基因；采用荧光结合试验检测气味结合蛋白（OBP）与配体的结合能力；运用分子建模和定点突变确定 OBP 与配体结合的关键位点；最后通过行为跟踪测定观察穿山甲对特定气味的行为反应。

研究结果如下：

• 候选挥发性化合物与气味标记相关：通过 GC - MS 分析，在尿液、粪便和肛门腺分泌物中鉴定出 49 种挥发性化合物，包括脂肪酸、酮、醇等。其中，4 - 甲基苯酚、3 - 甲基吲哚等常见于粪便，还有与蚂蚁相关的挥发性物质，可能与穿山甲觅食栖息地有关。值得注意的是，在雄性穿山甲肛门腺分泌物中检测到麝香酮和 8 - 环十六碳烯 - 1 - 酮，且只有雄性能释放约 3 - 5 mL 黄色粘性肛门腺分泌物，雌性是否分泌麝香酮尚待研究。
• 麝香酮与 MjavOBP3 高亲和力结合：转录组分析发现 34 种属于 14 个不同家族的脂质运载蛋白，其中 MjavOBP1 在肝脏表达，MjavOBP2 和 MjavOBP3 在鼻腔高表达，且 MjavOBP3 仅在雄性鼻腔表达。功能表达分析显示，MjavOBP3 与麝香酮结合亲和力极高（IC50?为2.23±0.80μM），而 MjavOBP1 和 MjavOBP2 分别与其他一些挥发性物质有不同程度的结合。
• MjavOBP3 上麝香酮的关键结合位点：3D 建模和对接显示，麝香酮被包裹在 MjavOBP3 的结合口袋中心，Tyr117 等氨基酸残基对结合起重要作用。定点突变实验表明，Tyr117、Phe52、Tyr81 和 Tyr87 等残基突变后，麝香酮的结合亲和力显著降低，其中 Tyr117 贡献最大。这些关键残基在不同物种间的保守性分析也进一步证实了它们的重要性。
• 穿山甲对麝香酮的行为反应：行为实验中，放置对照气味源丙二醇时，穿山甲无明显偏好；放置麝香酮后，雄性能准确识别并在其附近停留更长时间，雌性虽未在麝香酮所在区域（b8）活动，但在附近区域（b6 和 c6）的活动轨迹与对照组相比有明显差异，表明雌性也能检测到麝香酮，且雄性对麝香酮的偏好更强。

在讨论部分，研究人员指出，从穿山甲分泌物中鉴定出的挥发性有机化合物（VOCs）中，一些罕见或穿山甲特有的化合物，如 δ - 十二内酯、法呢烯和麝香酮，可能具有信息素作用。OBP 的主要功能是运输气味分子到嗅觉受体（OR），本研究中 MjavOBP3 与麝香酮的高亲和力表明麝香酮可能是一种气味标记信息素。结合行为实验结果以及穿山甲的生活习性和生物学特征，研究人员推测麝香酮在爪哇穿山甲的种内交流中，可能起到标记领地和吸引异性的作用。

这项研究首次运用反向化学生态学方法，筛选出爪哇穿山甲气味标记相关的潜在信息素，揭示了其嗅觉通讯的分子机制。这一成果对于穿山甲的保护意义重大，有助于深入理解雄性穿山甲如何通过化学信号进行交流，为制定更有效的保护策略提供了理论依据。例如，基于对麝香酮作为信息素的发现，可以开发基于气味的信息素诱捕装置，用于观察和迁移这些濒危动物，从而更好地保护这一珍贵的物种资源。