Описан новый тип биофлуоресценции у акул

Существуют живые существа, которые могут поглощать и излучать свет, и это широко распространенная характеристика среди морских животных. В 1962 году «зеленый флуоресцентный белок» (GFP) был идентифицирован у биолюминесцентных медуз, и с тех пор были обнаружены другие флуоресцентные белки у кишатых и ракообразных. Они широко применяются в биомедицинских исследованиях. Исследователи теперь узнали больше о биофлуоресценции у акул, которая отличается от GFP и других хорошо известных флуоресцентных белков. Их исследование опубликовано в журнале iScience.

Некоторые виды акул могут поглощать синий свет океана и излучать ярко-зеленый оттенок, который могут обнаружить только другие акулы. Исследователи теперь раскрыли больше о его механизме, который, скорее всего, включает группу метаболитов.

«Изучение биофлуоресценции в океане подобно постоянно развивающемуся загадочному роману с новыми подсказками, которые будут предоставляться по мере продвижения исследований», — сказал соавтор исследования Дэвид Грубер, профессор Городского университета Нью-Йорка. «После того, как мы впервые сообщили о том, что вьюковые акулы были биофлуоресцентными, мои сотрудники и я решили углубиться в эту тему. Мы хотели узнать больше о том, что их биофлуоресценция может значить для них».

Гройбер и его соавтор Джейсон Кроуфорд, профессор Йельского университета, изучали в этой работе зыбучую акулу и цепную акулу. Эти акулы имеют светлый и темный оттенок на коже, и исследователи собрали образцы от обоих. Их исследование показало, что только на светлой коже был вид флуоресцентного низкомолекулярного метаболита.

«Захватывающей частью этого исследования является описание совершенно новой формы морской биофлуоресценции у акул, основанной на бромированных метаболитах триптофана-кинуренина», — отметил Грубер.

Эти молекулы могут активировать сигнальные пути, которые участвуют в работе центральной нервной системы и иммунной системы у других позвоночных. В акулах эти флуоресцентные маленькие молекулы ответственны за спектральные свойства кожи акулы. Их источник остается неясным, но они, по-видимому, являются продуктами метаболизма и могут быть похожи на продукты, наблюдаемые у бактерий.

«У них совершенно другое представление о мире, в котором они находятся, из-за этих биофлуоресцентных свойств, которые демонстрирует их кожа и которые могут обнаружить их глаза», — cказал Кроуфорд. «Представьте, если бы я был ярко-зеленым, но только вы могли бы видеть меня ярко-зеленым, а другие — нет».

Эти светящиеся молекулы могут выполнять ряд важных функций; они могут помочь акулам идентифицировать друг друга и защитить от инфекции, сказал Кроуфорд. Ученые создали для этого исследования специальную камеру, чтобы видеть глазами акулы.

«Также интересно, что эти биофлуоресцентные молекулы проявляют антимикробные свойства», — сказал Грубер. «Это исследование открывает новые вопросы, касающиеся потенциальной функции биофлуоресценции в передаче сигналов центральной нервной системы, устойчивости к микробным инфекциям и фотозащите».

Исследователи хотят продолжить эту работу и, надеются, создать новые инструменты обработки изображений.

«Если вы можете использовать способности морских животных для создания света, вы можете создать молекулярные системы для визуализации в лаборатории или в медицине. Получение изображений является невероятно важной биомедицинской целью, которую эти типы систем могут помочь продвинуть в будущее», — сказал Кроуфорд.

«Акулы — замечательные животные, которые существуют уже более 400 миллионов лет. Акулы постоянно очаровывают людей, и в них так много тайн», — добавил Грубер. «Это исследование подчеркивает еще одну загадку акул, и я надеюсь, что это вдохновит нас узнать больше об их секретах».

DOI: 10.1016/j.isci.2019.07.019

Вас также может заинтересовать:

• Амфибии светятся в темноте
• ГМО табак светится в темноте
• Гигантская юная акула эпохи динозавров