Parapriacanthus ransonneti plavat v akváriu
MANABU BESSHO-UEHARA
Ve světě bioluminiscence, je běžné, že organismy se dostat luciferin—malé molekuly potřebné, aby se světlo z jejich stravy. Vědci předpokládali, že bioluminiscenční ryby vytvářejí vlastní luciferázu, enzym, který katalyzuje reakci, která způsobuje, že luciferin svítí., Ale ve studii, zveřejněné tento týden (8. ledna) v Science Advances, vědci ukázaly, že druhy pobřežních ryb vytváří světlo pomocí obou luciferin a luciferase zachycen od jeho bioluminiscenční kořist, malý korýš známý jako ostracod.
Tato práce „výzvou pro náš pohled na to, jak vnímáme ryby bioluminiscence,“ říká David Gruber, mořský biolog na City University of New York, který nebyl zapojen do studie., „V minulosti jsme si mysleli, že buď ryby oba komponenty bioluminiscence sami, nebo jen jednou ze složek, ale tohle je příklad, že ani jeden z nich a dostat je oba z jejich stravy. Vždycky se mi líbí, když vyjde papír, který nám ukazuje úhel, který jsme předtím nevěděli.“
jako postgraduální student na Nagoya University v Japonsku se Manabu Bessho-Uehara vydal studovat vývoj bioluminiscence., Říká, že existuje více než 200 rodů ryb, které září, a studie z roku 2016 ukázala, že bioluminiscence vznikla nezávisle nejméně 27krát u mořských ryb. „Co je legrační je, že nikdo identifikovány luciferase geny z některého z ryby, tak to je, kde jsem chtěl začít,“ Bessho-Uehara, který je nyní postdoka v Monterey Bay Aquarium Research Institute v Kalifornii, říká Vědec.,
Předchozí práce ukázaly, že ryby rodu Parapriacanthus, mělké-voda, ryby, nalézt na pobřeží západním Pacifiku a Indickém Oceánu, izolují luciferin od jejich kořisti v jejich světle orgánů, ale to bylo věřil, že oni dělali jejich vlastní enzym luciferázu. Takže když Bessho-Uehara a jeho kolegové v Japonsku hledali Gen luciferázy v genomu Parapriacanthus ransonneti, očekávali, že najdou rybí gen kódující rybí protein., Místo, zjistili, že luciferase bílkovin ve světle orgánů, které běží podél spodní části ryby byl identický enzym produkovaný ostracods tyto ryby jedí.
vědci zjistili, žádný gen kódující luciferase v rybí genom, což naznačuje, že zvířata místo izolovat protein z jejich stravy., Chcete-li otestovat tuto hypotézu, výzkumný tým krmil ryby non-zářící jídlo po dobu až jednoho roku, což má za následek ztrátu jejich luminiscence. Pak krmili ryby jiným druhem zářících ostrakodů. Po několika týdnech na nové stravě byly ryby opět schopné zářit. Vědci také našli peptidy, které odpovídaly nově zavedené luciferáze ostracodů ve svých světelných orgánech.,
„Když jsem poprvé slyšel o tom jsem byl trochu skeptický, ale velmi přesvědčivý příběh, že to opravdu je pomocí luciferase ukradené z jejich kořist,“ říká Edith Widder, zakladatel Oceánu Výzkum & Conservation Association, kteří neměli účast ve studii. Ona vysvětluje, že je to překvapivé, že enzym luciferázu, která je poměrně velké, komplexní molekuly, mohou být přijata do trávicího systému a není degradován do bodu, kde je již funkční, pozorování, autoři zdůrazňují, stejně.,
“ proto jsem byl zpočátku tak skeptický, když jsem o tom slyšel, protože jsem si nedokázal představit, jak je to možné,“ říká. „Přesvědčili mě, že to je to, co se tady děje, a tak otevírá spoustu dalších otázek o tom, jak se to skutečně děje. Je to jen fenomenální evoluční inovace.“
v budoucnu bude Bessho-Uehara a jeho kolegové pokračovat v hledání genů Fish luciferase. Plánují také prozkoumat, jak se protein dostane do rybích buněk a zda jiné bioluminiscenční ryby používají podobnou strategii.,
„, Protože to se vyvinulo nezávisle na sobě tolikrát, mechanismy, které tento pracuje, může být zcela odlišný z jednoho rodu do jiného rodu,“ říká Matt Davis, biolog na St. Cloud State University v Minnesotě, kteří se nezúčastnili práce. „Jen to ukazuje, že i když víme hodně o tom, které linie produkují a vyzařují světlo, stále se musíme hodně naučit o tom, jak to skutečně funguje.“
m. Bessho-Uehara et al., „Kleptoprotein bioluminiscence: Parapriacanthus fish získat luciferase z ostracod kořisti,“ Science Advances, doi: 10.,1126 / sciadv.aax4942, 2020.
Abby Olena je novinář na volné noze se sídlem v Alabamě. Najděte ji na Twitteru @abbyolena.