Loài sinh vật phát quang có siêu năng sắt

Anonim

Các nhà nghiên cứu tại Viện Hải dương học Scripps tại Đại học California San Diego đã khám phá ra những tác động tiềm ẩn đối với sức khỏe con người trong một ống sụn, loài động vật không xương sống ở biển Chaetopterus sp.

Một nghiên cứu mới được công bố ngày hôm nay trên tạp chí Sinh hóa cho thấy rằng tubeworm, còn được biết đến với phát quang sinh học của nó, được tìm thấy có một ferritin với hiệu suất xúc tác nhanh nhất từng được mô tả, nhanh gấp gần 8 lần so với khả năng của con người.

Ferritin là một protein quan trọng được tìm thấy trong gần như tất cả các sinh vật sống vì nó quản lý sự trao đổi chất sắt trong tế bào bằng cách lưu trữ và giải phóng nó một cách có kiểm soát. Ở người, điều quan trọng là lưu trữ sắt và trao đổi chất sắt, giúp cân bằng sắt trong máu.

"Chúng tôi rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng mặc dù ferritin tubeworm rất giống với ferritin của con người, nó tốt hơn nhiều so với biến thể của con người", nhà khoa học nghiên cứu Scitpps Dimitri Deheyn, nhà nghiên cứu hàng đầu về nghiên cứu cho biết. "Có những tác động nghiên cứu công nghệ sinh học lớn cho phát hiện này, đặc biệt đối với nhiều phòng thí nghiệm phát triển các ứng dụng ferritin."

Phát hiện này cũng có ý nghĩa sức khỏe con người quan trọng đối với nghiên cứu y sinh học, vì ferritin là một protein thiết yếu cho những người bị thiếu sắt và các vấn đề trao đổi chất sắt tổng thể. Phát hiện này có thể là một công cụ mới trong nghiên cứu tương lai của ferritin để sử dụng ở bệnh nhân, nhờ khả năng tương thích sinh học và khả năng mang, bảo vệ và phân phối các phân tử nhỏ như thuốc cho các mục tiêu cụ thể.

Các ống tủy giấy từ lâu đã được nghiên cứu bởi phòng thí nghiệm của Deheyn, chủ yếu cho khả năng phát quang sinh học của nó. Loài này cũng có khả năng duy nhất giữ ánh sáng xanh phát sáng hàng giờ, và đôi khi ngày kết thúc, dài hơn đáng kể so với hầu hết các sinh vật phát quang sinh học thường chỉ chiếu sáng trong mili giây hoặc giây. Một nghiên cứu được công bố vào năm 2016 trong Báo cáo khoa học của cựu nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Scripps, Renu Rawat, cho rằng ferritin trong chất nhầy của giun đã cho phép sản xuất ánh sáng bền vững.

Do hiệu ứng kích thích ánh sáng, sự hiện diện của ferritin trong dịch nhầy được các nhà nghiên cứu coi là quan tâm để hiểu rõ hơn vai trò của nó trong mô hình sản xuất ánh sáng bất thường này trong tubeworm.

"Mối liên hệ với phát quang sinh học là cực kỳ quan trọng, và chúng tôi chỉ mới bắt đầu hiểu được ferritin ảnh hưởng như thế nào đến phát quang sinh học và tại sao ferritin hoạt động nhanh hơn rất nhiều trong cơ thể này", nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Scripps và đồng tác giả Evelien De Meulenaere, người đã nghiên cứu cho biết. đặc tính độc nhất của ống này trong hơn ba năm.

De Meulenaere đã mô tả ferritin như được định hình như một quả bóng đá, với các khe hở lấy sắt khi có, lưu trữ và giải phóng khi cần. Cấu trúc cụ thể đó cho phép ứng dụng rộng rãi, từ y tế đến môi trường. Nó có thể giúp mục tiêu phát hành thuốc, chức năng như một tác nhân tương phản an toàn, trong khi cũng đang được sử dụng để xử lý nước bằng cách chọn lọc lấy và lưu trữ chất gây ô nhiễm.

Trong nghiên cứu của mình, De Meulenaere đã thử nghiệm hai phương pháp khác nhau để đo phản ứng enzyme, bao gồm các thang thời gian khác nhau. Cả hai phương pháp so sánh phản ứng của giun ferritin với ferritin ở người. Trong phương pháp đầu tiên, sắt được thêm vào các ống phản ứng chứa các ferritin tương ứng, sau đó lượng sắt còn lại trong dung dịch được đo theo thời gian (1-2 giờ). Loại thứ hai được phân tích trên mili giây có bao nhiêu ôxit sắt được tạo ra bên trong ferritin, được chỉ ra bởi sự tạo màu "gỉ" của ống. Cả hai phương pháp đều xác định giun ferritin chuyển hóa sắt nhanh hơn đáng kể.

Các tubeworm là phổ biến ở gần bờ biển, bùn lầy lội. Loại được sử dụng trong nghiên cứu này là phổ biến trên khắp San Diego và Nam California, tuy nhiên, các biến thể khác nhau của tubeworm có thể được tìm thấy ở các vùng biển ôn đới trên khắp thế giới. Được coi là một loài xâm lấn thường sống trong một ống mà nó xây dựng trong bùn, sâu và sự bao bọc ống của nó cũng đang được nghiên cứu bởi các nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của Deheyn để phân tích sâu hơn khả năng phục hồi của nó đối với sức nóng.

menu
menu