Forskere viser, at udviklingen af ​​komplekse bioluminescerende egenskaber kan være forudsigelig

Forskere fra Skoltech har i samarbejde med kolleger fra Schweiz, Tyskland og USA foreslået en ny konceptuel ramme til at forudsige udviklingen af ​​komplekse bioluminescerende egenskaber. Forskerne analyserede data om udviklingen af ​​en stor gruppe af bioluminescerende proteiner og fandt ud af, at proteiner, der er mest centrale i molekylære netværk, har en tendens til at udvikle mere komplekse mønstre for lysemission over tid. Resultaterne af undersøgelsen er rapporteret i _Nature Communications_.

Bioluminescens er produktion og emission af lys fra en levende organisme. Det er et almindeligt fænomen i havet, hvor det anslås, at over 90 % af alle dyr producerer lys. Ud over at give et spektakulært naturligt lysshow har bioluminescens mange vigtige funktioner, såsom at tiltrække kammerater, finde mad og undgå rovdyr.

Udviklingen af ​​bioluminescens er en kompleks proces, der har fundet sted uafhængigt flere gange i forskellige grupper af organismer. Tidligere undersøgelser har identificeret flere nøglefaktorer, der kan påvirke udviklingen af ​​bioluminescens, såsom miljøforhold, økologiske interaktioner og genetiske begrænsninger.

I denne undersøgelse brugte forskerne en ny tilgang til at analysere udviklingen af ​​bioluminescens. De fokuserede på en stor gruppe af bioluminescerende proteiner kaldet luciferaser. Luciferaser er enzymer, der katalyserer den kemiske reaktion, der producerer lys. Forskerne analyserede den molekylære struktur og funktion af luciferaser fra en lang række organismer, herunder bakterier, fisk og insekter.

Forskerne fandt ud af, at luciferaser, der er mest centrale i molekylære netværk, har en tendens til at udvikle mere komplekse mønstre for lysemission over tid. Dette tyder på, at udviklingen af ​​bioluminescens er påvirket af forbindelsen mellem luciferaser inden for molekylære netværk.

Resultaterne af denne undersøgelse har vigtige implikationer for forståelsen af ​​udviklingen af ​​komplekse egenskaber i andre biologiske systemer. De giver også en ny ramme til at forudsige, hvordan bioluminescens kan udvikle sig i fremtiden.

"Vores undersøgelse giver et nyt vindue til udviklingen af ​​komplekse træk," siger Skoltech-professor Konstantin Luzyanin, avisens seniorforfatter. "Vi viser, at forbindelsen af ​​proteiner inden for molekylære netværk kan påvirke udviklingen af ​​komplekse mønstre for lysemission. Dette tyder på, at netværksforbindelse kan spille en generel rolle i udviklingen af ​​komplekse træk i andre biologiske systemer."