[Brazilians start to unravel the mystery of North American insect bioluminescent systems]
Муҳаққиқон молекулаҳои ҷудошудаеро, ки дар Тухми пашшаи занбӯруғи кабуд, ки дар Аппалачиён зиндагӣ мекунад, мавҷуданд; таҳқиқот барои равшан кардани бемориҳои инсон кӯмак мекунад ва метавонад боиси ис
Муҳаққиқон молекулаҳои ҷудошудаеро, ки дар Тухми пашшаи занбӯруғи кабуд, ки дар Аппалачиён зиндагӣ мекунад, мавҷуданд; таҳқиқот барои равшан кардани бемориҳои инсон кӯмак мекунад ва метавонад боиси истифодаи замимаҳои нави биотехникӣ гардад.
Молекулаҳои мансуб ба системаи биолюминеценти қариб номаълум, ки дар Тухми занбӯруц занбӯруғ пайдо шудаанд Орфелия фултонi (зерфамилия Keroplatinae) бори аввал аз ҷониби муҳаққиқони Донишгоҳи федералии Сан-Карлос (UFSCar) дар иёлати Сан-Паулуи Бразилия ҷудо карда шудааст. Пашшаи хурд яке аз организмҳои ками заминӣ мебошад, ки нури кабуд тавлид мекунад. Он дар соҳилҳои дарё дар кӯҳҳои Аппалачи дар шарқи Иёлоти Муттаҳида зиндагӣ мекунад. Қисми асосии системаи биолюминеценти он як молекула мебошад, ки дар ду пашшаи ба наздикӣ кашфшудаи Бразилия мавҷуд аст.
Таҳқиқоте, ки аз ҷониби FAPESP дастгирӣ мешавад, дар нашр шудааст Ҳисоботи илмӣ. Панҷ муаллиф бо UFSCar ва ду нафар бо донишгоҳҳои Иёлоти Муттаҳида робита доранд.
Системаҳои биолюминецентии кирми дурахшон, оташнишонҳо ва дигар ҳашаротҳо одатан аз люциферин (молекулаи вазни пасти молекулавӣ) ва люцифераза иборатанд, ки ферментест, ки оксиди люциферинро бо оксиген катализ карда, рӯшноӣ медиҳад. Гарчанде ки баъзе системаҳои биолюминесцентӣ хуб маълуманд ва ҳатто дар барномаҳои биотехнологӣ истифода мешаванд, баъзеи дигар суст дарк карда мешаванд, аз ҷумла системаҳои нури кабуд, ба монанди системаҳои О. фултони.
«Дар коғази нашршуда мо хусусиятҳои люцифераза ва люциферин ҳашарот ва ҷойгиршавии анатомияи онҳо дар кирмҳои он тавсиф карда мешавад. Мо инчунин якчанд сафедаҳои имконпазирро муайян мекунем, ки номзадҳои имконпазир барои люцифераза мебошанд. Мо ҳоло намедонем, ки он кадом навъи сафеда аст, аммо эҳтимол дорад гексамерин бошад. Дар ҳашаротҳо, гексамеринҳо сафедаҳои амонатӣ мебошанд, ки ғайр аз иҷрои вазифаҳои дигар, ба монанди пайваст кардани пайвастагиҳои вазнашон паст, ба монанди люциферин, аминокислотаҳоро таъмин мекунанд, - гуфт Вадим Вивиани, профессори Маркази Илм ва Технологияи Устувории UFSCar (CCTS) дар Сорокаба, Сан-Паулу. , ва муфаттиши асосии омӯзиш.
Таҳқиқот бахше аз лоиҳаи FAPESP «Биолюминсессияи артропод» мебошад. Шарикӣ бо муҳаққиқони Иёлоти Муттаҳида аз як лоиҳаи қаблӣ, ки бо дастгирии FAPESP ва Бунёди Миллии Илмии Иёлоти Муттаҳида (NSF) дар ҳамкорӣ бо Донишгоҳи Вандербильт (VU), воқеъ дар Нашвилл, Теннеси, оғоз ёфтааст.
Илова бар люциферин ва люцифераза, муҳаққиқон ба тавсифи маҷмӯае шурӯъ карданд, ки дар ҳашароти оилаи Keroplatidae мавҷуд аст, ки ба ғайр аз О. фултони, инчунин як намуди бразилияро ба ҷинс дохил мекунад Неодитомия ки танҳо люциферинро тавлид мекунад ва аз ин рӯ рӯшноӣ намедиҳад.
Азбаски онҳо онро барои паҳн кардани нур истифода намебаранд, люциферин дар О. фултони ва Бразилия Неодитомия ба номи кероплатин дода шудааст. Дар кирмҳои ин зерфила, кероплатин бо "баданҳои сиёҳ" - ҳуҷайраҳои калон, ки дорои доначаҳои торик, сафедаҳо ва эҳтимолан митохондрия (органеллаҳои истеҳсолкунандаи энергия) мебошанд, алоқаманд аст. Муҳаққиқон то ҳол аҳамияти биологии ин ассотсиатсияро дар байни кероплатин ва митохондрия таҳқиқ мекунанд.
"Ин сир аст," гуфт Вивиани. «Ин люциферин метавонад дар мубодилаи энергияи митохондрия нақш дошта бошад. Шабона, эҳтимолан дар ҳузури редукторҳои кимиёвии табиӣ люциферинро ин ҷисмҳои сиёҳ озод мекунанд ва бо люциферазаи атроф реаксияи реактивӣ карда, нури кабуд ҳосил мекунанд. Инҳо имкониятҳое мебошанд, ки мо ба нақша гирифтаем. ”
Ҷияни Бразилия
Омили муҳим дар фаҳмонидани системаи биолюминецентии ҳашароти Иёлоти Муттаҳида кашфи як кирмхӯре буд, ки дар боғи давлатии Интервалес дар Сан-Паулу дар соли 2018 зиндагӣ мекунад. Он нур намебарорад, аммо люциферин ҳосил мекунад, ба монанди О. фултони.
Дар таҳқиқоти охирини худ, гурӯҳ люциферазаи тозашударо аз намудҳои Иёлоти Муттаҳида ба кирмҳои намудҳои Бразилия сӯзандору ворид кард ва сипас нури кабуд ҳосил кард. Намудҳои норасоии бразилӣ дар табиат нисбат ба намудҳои Иёлоти Муттаҳида фаровон мебошанд, аз ин рӯ миқдори бештари маводро барои мақсадҳои омӯзишӣ ба даст овардан мумкин аст, алахусус барои тавсифи люциферин (кероплатин), ки дар ҳарду намуд мавҷуд аст.
Дар 2019, гурӯҳ кашф ва тавсиф кард Neoceroplatus betaryensis, як намуди нави занбӯруғи занбӯруғӣ дар ҳамкорӣ бо профессори Институти химияи Донишгоҳи Сан-Паулу (IQ-USP) Кассиус Стевани. Ин аввалин ҳашароти кабудест, ки дар Амрикои Ҷанубӣ пайдо шудааст ва дар мамнӯъгоҳи ҷангали хусусӣ дар наздикии боғи туристии Рибейраи Боло (PETAR) дар қисми ҷанубии иёлоти Сан-Паулу кашф карда шуд. Як хеши наздики О. фултони, N. betaryensis дар танаи дарахтони афтода дар ҷойҳои намӣ маскан мегирад.
«Мо нишон медиҳем, ки системаи биолюминиенти ин намуди Бразилия бо системаи он шабеҳ аст О. фултони. Аммо, ҳашарот хеле нодир аст ва аз ин рӯ ба даст овардани маводи кофӣ барои мақсадҳои тадқиқотӣ душвор аст », - гуфт Вивиани.
Ҳоло муҳаққиқон люциферазаи ҳашаротро клон мекунанд ва онро аз нигоҳи молекулавӣ тавсиф мекунанд. Онҳо инчунин сохтори химиявии люциферин ва морфологияи чароғҳои онро таҳлил мекунанд.
"Пас аз муайян кардани ҳамаи ин, мо метавонем люциферин ва люциферазаро дар лаборатория синтез намоем ва ин системаҳоро дар як қатор барномаҳои биотехникӣ, аз қабили омӯзиши ҳуҷайраҳо истифода барем. Ин ба мо кӯмак мекунад, ки дар бораи бемориҳои инсон, аз ҷумла чизҳои бештар фаҳмем, ”гуфт Вивиани.