Parapriacanthus ransonneti uida akvaario
MANABU BESSHO-UEHARA
maailmassa bioluminescence, se on yleistä, että organismit saada luciferin—pieni molekyyli tarvitaan, jotta valo—ruokavaliostaan. Tutkijat ovat arveltu, että bioluminesenssi kala tehdä omia luciferase, entsyymi, joka katalysoi reaktion, joka aiheuttaa luciferin hehkua., Mutta tutkimuksessa, joka julkaistiin tällä viikolla (8. tammikuuta) Tieteen Kehitys, tutkijat osoittivat, että laji rannikon kala tuottaa valoa käyttämällä sekä luciferin ja luciferase kiinni sen suurempi bioluminesenssi saalista, pieni äyriäinen tunnetaan ostracod.
Tämä teos ”haastaa käsityksemme siitä, miten havaitsemme kalabioluminesenssia”, sanoo David Gruber, New Yorkin City Universityn meribiologi, joka ei ollut mukana tutkimuksessa., ”Aiemmin luulimme, joko kala teki molemmat osat bioluminescence itse tai vain yksi komponenteista, mutta tämä on esimerkki niistä, jolloin kumpikaan ei ja saada heidät molemmat pois ruokavaliostaan. Rakastan sitä aina, kun ilmestyy paperi, joka näyttää meille kulman, jota emme olleet aiemmin tienneet.”
Japanin Nagoyan yliopistossa jatko-opiskelijana Manabu Bessho-Uehara oli lähtenyt tutkimaan bioluminesenssin evoluutiota., Hän sanoo, että on enemmän kuin 200 sukujen kala, joka hehku, ja 2016 tutkimus osoitti, että bioluminesenssi on syntynyt itsenäisesti vähintään 27 kertaa meren kaloja. ”Mitä hauskaa siinä on, kukaan ei tunnistettu luciferase geenejä mistä tahansa kalaa, joten halusin aloittaa,” Bessho-Uehara, joka on nyt tutkijatohtori Monterey Bay Aquarium Research Institute Kaliforniassa, kertoo Tutkija.,
Edellinen työ oli osoittanut, että kala suvun Parapriacanthus, matala-vettä, kalaa löytyi rannikolla länsi-Tyynenmeren ja Intian Valtamerten, sitomaan luciferin heidän saaliinsa niiden valo elimiä, mutta se oli sitä mieltä, että he olivat tekemässä omaa luciferase entsyymi. Joten kun Bessho-Uehara ja hänen kollegansa Japanissa näytti luciferase geeni Parapriacanthus ransonneti perimä, he odottivat löytävänsä kalan geeni, joka koodaa kalan proteiinia., Sen sijaan, he huomasivat, että luciferase proteiinia valo elimiä, jotka kulkevat pitkin alapintaan kala oli sama entsyymi tuotetaan ostracods nämä kalat syövät.
tutkijat ole löytänyt geeni, joka koodaa luciferase kala genomin, joka osoittaa, että eläimet sen sijaan eristää proteiinia ravinnosta., Tätä hypoteesia testatakseen tutkimusryhmä ruokki kaloja hehkumatta jopa vuoden ajan, jolloin niiden luminesenssi hävisi. Sitten he syöttivät kaloille eri lajia hehkuvia ostrakodeja. Muutaman viikon uuden ruokavalion jälkeen kalat pystyivät jälleen hehkumaan. Tutkijat havaitsivat myös peptidejä, jotka hyväksytty äskettäin käyttöön ostracods’ luciferase niiden valo elimiä.,
”Kun kuulin ensimmäisen kerran siitä mä olin vähän skeptinen, mutta he tekevät hyvin vakuuttava tarina, että tämä todella on käyttää luciferase varastettu heidän saaliinsa”, sanoo Edith Widder, perustaja Ocean Tutkimus & Conservation Association, joka ei osallistunut tutkimukseen. Hän selittää, että se on yllättävää, että luciferase entsyymi, joka on melko suuri, monimutkainen molekyyli, voidaan ottaa ruoansulatuskanavan ja ei ole huonontunut siihen pisteeseen, jossa se ei ole enää toimiva, havainto, että kirjoittajat korostavat samoin.,
”siksi olin aluksi skeptinen, kun kuulin tästä, koska en osannut kuvitella, miten se oli mahdollista”, hän sanoo. ”He ovat vakuuttaneet minulle, että mitä täällä tapahtuu ja niin se avaa paljon muita kysymyksiä siitä, miten tämä todella tapahtuu. Se on vain ilmiömäinen evolutionaarinen innovaatio.”
tulevaisuudessa Bessho-Uehara kollegoineen jatkaa kalojen luciferaasigeenien etsimistä. He aikovat myös tutkia, miten proteiini pääsee kalan soluihin ja käyttävätkö muut bioluminesenssikalat samanlaista strategiaa.,
”, Koska tämä on kehittynyt itsenäisesti niin monta kertaa, mekanismeja, joilla tämä toimii voi olla aivan erilainen linjan toiseen linjaa”, sanoo Matt Davis, biologi St. Cloud State University Minnesotassa, jotka eivät osallistu työhön. ”Se vain osoittaa, että vaikka tiedämme paljon siitä, mikä suvusta tuottavat ja säteilevät valoa, meillä on vielä paljon opittavaa siitä, miten tämä todella toimii.”
M. Bessho-Uehara ym., ”Kleptoproteiini bioluminesenssi: Parapriacanthus kala saada luciferase ostracod saalis,” Science Advances, doi: 10.,1126 / sciadv.aax4942, 2020.
Abby Olena on Alabamassa asuva freelance-toimittaja. Löydä hänet Twitteristä @abbyolena.