2023 Avtor: Sophia Otis | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-05-21 01:53
Številne dolgoletne mornarje so očarali bleščeči prikazi zelene svetlobe, ki jih pogosto vidimo pod gladino oceana v tropskih morjih. Zdaj so raziskovalci na Inštitutu za oceanografijo Scripps pri UC San Diego odkrili ključne namige o bioluminiscentnih črvih, ki proizvajajo zeleni sij, in bioloških mehanizmih za njihovo proizvodnjo svetlobe.
Morski ognjeni črvi uporabljajo bioluminiscenco, da privabijo snubce v podmorski obred parjenja. Raziskava, ki sta jo izvedla morska biologa Scripps Dimitri Deheyn in Michael Latz, razkriva, da lahko črvi uporabljajo tudi svetlobo kot obrambni ukrep. Poročilo, objavljeno kot naslovnica trenutne številke revije Invertebrate Biology, ponuja vpogled v funkcijo bioluminiscence ognječevalca in znanstvenike približuje identifikaciji molekularne osnove svetlobe.
"To je še en korak k razumevanju biologije bioluminiscence v ognjenih črvih, prav tako pa nas približuje izolaciji beljakovine, ki proizvaja svetlobo," je dejal Deheyn, znanstvenik v Oddelku za morsko biologijo pri Scrippsu. "Če razumemo, kako je mogoče ohraniti svetlobo tako stabilno tako dolgo, bi to zagotovilo priložnosti za uporabo te beljakovine ali reakcije v biomedicini, bioinženiringu in drugih področjih - na enak način, kot so bili uporabljeni drugi proteini."
Ognjeni črvi, uporabljeni v študiji (Odontosyllis phosphorea), so živali, ki živijo na morskem dnu in naseljujejo tropska in subtropska plitva obalna območja. Med poletnimi reproduktivnimi dogodki, znanimi kot "rojenje", samice izločajo svetlečo zeleno sluz - ki pogosto pritegne pozornost človeških pomorščakov - preden spustijo gamete v vodo. Svetel sijaj privabi moške ognječevalce, ki sproščajo tudi gamete v svetlo zeleni oblak.
Natančno časovno določenim bioluminiscentnim zaslonom so sledili kot po maslu v južni Kaliforniji, na Karibih in na Japonskem, ki dosežejo vrhunec en do dva dni pred vsako četrtletno fazo lune, 30 do 40 minut po sončnem zahodu in trajajo približno 20 do 30 minut.
Deheyn in Latz sta za svojo študijo zbrala na stotine primerkov iz zaliva Mission Bay v San Diegu, kar jima je omogočilo, da ne samo preučujeta žive organizme, ampak tudi prvič v eksperimentalnem okolju proizvajata svetlečo sluz ognjenih črvov. Dosežek je zagotovil edinstveno perspektivo in okvir za preučevanje biologije za bioluminiscentnim sistemom črva.
Osrednja ugotovitev, opisana v prispevku o biologiji nevretenčarjev, je, da se zdi, da bioluminiscenčna svetloba ognjenih črvov igra vlogo poleg privabljanja parov. Raziskovalci so ugotovili, da mladiči proizvajajo bioluminiscenco kot bliske, kar vodi do ugotovitve, da lahko svetloba služi tudi kot obrambni mehanizem, namenjen odvračanju plenilcev.
S poskusi, ki so vključevali vroče in hladno testiranje ter študije izčrpanja kisika, sta Deheyn in Latz ugotovila, da je bioluminiscenca aktivna pri temperaturah do minus 20 stopinj Celzija (minus 4 stopinje Fahrenheita). Višje temperature pa so povzročile hitro razpadanje bioluminiscence. Svetloba se je izkazala tudi za odporno pri nizkih nivojih kisika.
Na podlagi teh testov raziskovalci verjamejo, da lahko kemični proces, ki je odgovoren za bioluminiscenco, vključuje specifično beljakovino, ki proizvaja svetlobo, imenovano tudi "fotoprotein". Nadaljnja identifikacija in izolacija se bo nadaljevala v prihodnjih študijah.
"Navdihnilo nas je delo prejšnjih raziskovalcev, ki so preučevali kemijo bioluminiscence ognječevanja, vključno z Osamujem Shimomuro, enim od dobitnikov Nobelove nagrade za kemijo 2008 za odkritje zelenega fluorescenčnega proteina iz luminiscenčne meduze. sistem, "je dejal Latz. "Ta nova študija je pokazala, da bioluminiscenca ognjevarja vključuje tudi zeleno fluorescenco, ki izvira iz oksidacijskega produkta luminiscenčne reakcije."
