Parapriacanthus ransonneti úszni az akváriumban
MANABU BESSHO-UEHARA
a világ biolumineszcencia jelensége, gyakori, hogy a szervezetek, hogy luciferin—a kis molekula szükséges, hogy a fény—a diéta. A tudósok feltételezték, hogy a biolumineszcens halak saját luciferázt készítenek, az enzimet, amely katalizálja a reakciót, amely luciferin izzását okozza., De a Science Advances-ben ezen a héten (január 8-án) közzétett tanulmányban a kutatók azt mutatták, hogy a part menti halak egy faja fényt generál mind a luciferin, mind a luciferase felhasználásával, amelyet biolumineszcens zsákmányából, egy kis rákfélékből, ostracod néven ismertek.
Ez a munka “megkérdőjelezi azt a nézetünket, hogy hogyan érzékeljük a halak biolumineszcenciáját” – mondja David Gruber, a New York-i Városi Egyetem tengerbiológusa, aki nem vett részt a tanulmányban., “A múltban azt gondoltuk, hogy vagy a halak maguk készítették a biolumineszcencia mindkét összetevőjét, vagy csak az egyik komponenst, de ez egy példa arra, hogy egyiket sem készítik el, és mindkettőt az étrendjükből kapják. Mindig szeretem, amikor megjelenik egy papír, amely olyan szöget mutat nekünk,amelyet korábban nem ismertünk.”
a japán Nagoya Egyetem végzős hallgatójaként Manabu Bessho-Uehara elhatározta, hogy tanulmányozza a biolumineszcencia fejlődését., Azt mondja, hogy több mint 200 halnem létezik, amelyek ragyognak, és egy 2016-os tanulmány kimutatta, hogy a biolumineszcencia legalább 27-szer fordult elő önállóan a tengeri halakban. “Vicces, hogy senki sem azonosította a halakból származó luciferáz géneket, tehát itt akartam kezdeni” – mondja Bessho-Uehara, aki jelenleg a kaliforniai Monterey Bay Akvárium Kutatóintézet posztdoktora.,
korábbi munka kimutatta, hogy a Parapriacanthus nemzetségbe tartozó halak, a Csendes-óceán nyugati és az indiai-óceánok partjainál talált sekély vizű halak, amelyek könnyű szerveikben szekvenálják a luciferint, de azt hitték, hogy saját luciferáz enzimet termelnek. Tehát amikor Bessho-Uehara és japán kollégái luciferáz gént kerestek a Parapriacanthus ransonneti genomban, azt várták,hogy találnak egy halgént, amely egy halfehérjét kódol., Ehelyett felfedezték, hogy a hal alsó részén futó könnyű szervekben a luciferáz fehérje megegyezik az ostracodok által termelt enzimmel, amelyet ezek a halak esznek.
A kutatók nem találtak gén kódoló luciferáz a hal genom, jelezve, hogy az állatok inkább elősegíti a fehérje diéta., Ennek a hipotézisnek a tesztelésére a kutatócsoport legfeljebb egy évig táplálta a halat nem izzó ételeket, ami lumineszcenciájuk elvesztését eredményezte. Aztán táplálták a halakat egy másik izzó struccod fajjal. Néhány héttel az új étrend után a halak ismét képesek voltak ragyogni. A kutatók olyan peptideket is találtak, amelyek illeszkedtek az újonnan bevezetett ostracodák luciferázához a könnyű szerveikben.,
“amikor először hallottam róla, szkeptikus voltam, de nagyon meggyőző történetet készítenek arról, hogy ez valóban a zsákmányukból ellopott luciferázt használja” – mondja Edith Widder, az Óceánkutatás alapítója & Természetvédelmi Egyesület, aki nem vett részt a tanulmányban. Elmagyarázza, hogy meglepő, hogy a luciferáz enzimet, amely egy meglehetősen nagy, összetett molekula, az emésztőrendszer fel tudja venni, és nem bomlik le arra a pontra, ahol már nem működik, egy megfigyelés, amelyet a szerzők is kiemelnek.,
“ezért kezdetben annyira szkeptikus voltam, amikor hallottam erről, mert nem tudtam elképzelni, hogy ez lehetséges” – mondja. “Meggyőztek arról, hogy ez az, ami itt folyik, így sok más kérdést nyit meg arról, hogy ez valójában hogyan történik. Ez csak egy fenomenális evolúciós újítás.”
a jövőben Bessho-Uehara és kollégái folytatják a hal-luciferáz gének keresését. Azt is tervezik, hogy megvizsgálják, hogyan jut be a fehérje a hal sejtjeibe, és hogy más biolumineszcens halak is használnak-e hasonló stratégiát.,
“Mert ez fejlődött, függetlenül annyiszor, a mechanizmus, amely által ez a munka teljesen más egy vonal másik vonal” – mondja Matt Davis, biológus, a St. Cloud Állami Egyetem, Minnesota, aki nem vett részt a munkában. “Ez csak azt mutatja, hogy annak ellenére, hogy sokat tudunk arról, hogy mely vonalak gyártják és bocsátják ki a fényt, még mindig sokat kell tanulnunk arról, hogy ez hogyan működik.”
M. Bessho-Uehara et al., “Kleptoprotein biolumineszcencia: Parapriacanthus fish get luciferase from ostracod prey,” Science Advances, doi:10.,1126 / sciadv.aax4942, 2020.
Abby Olena egy szabadúszó újságíró székhelye Alabama. Keresse meg a Twitteren @abbyolena.