Bioluminescerende orm viste sig at have jern supermagter

Forskere ved Scripps Institution of Oceanography ved University of California San Diego har gjort en opdagelse med potentielle menneskers sundhedsmæssige konsekvenser i en pergamentrørsorm, den marine hvirvelløse dyr Chaetopterus sp., der bor i mudrede kystnære havbund.

En ny undersøgelse offentliggjort i dag i Biokemisk Journal finder ud af, at rørormen, også kendt for sin bioluminescens, findes at have en ferritin med den hurtigste katalytiske ydeevne, der nogensinde er beskrevet, næsten otte gange hurtigere end menneskelige evner.

Ferritin er et vigtigt protein, der findes i næsten alle levende organismer, da det styrer jernmetabolismen i celler ved at lagre og frigive det på en kontrolleret måde. Hos mennesker, det er afgørende for jernlagring og jernmetabolisme, hjælper med at balancere jern i blodet.

"Vi blev overraskede over at opdage, at selvom rørormen ferritin ligner meget human ferritin, det overgår den menneskelige variant, meget, "sagde Scripps forsker Dimitri Deheyn, den ledende efterforsker på undersøgelsen. "Der er store bioteknologiske forskningsmæssige konsekvenser for dette fund, især for de mange laboratorier, der udvikler ferritin -applikationer. "

Denne opdagelse har også vigtige menneskers sundhedsmæssige konsekvenser for biomedicinsk forskning, da ferritin er et vigtigt protein for dem med jernmangel og generelle problemer med jernmetabolisme. Denne opdagelse kan være et nyt værktøj i fremtidig forskning af ferritin til brug hos patienter, takket være dets biokompatibilitet og bæreevne, beskytte og levere små molekyler som medicin til specifikke mål.

Pergamentrørsormen har længe været undersøgt af Deheyns laboratorium, primært for dets bioluminescerende kapacitet. Arten har også den unikke evne til at holde sit blå lys glødende i timevis, og nogle gange dage i slutningen, betydeligt længere end de fleste bioluminescerende organismer, der typisk kun lyser i millisekunder eller sekunder. En undersøgelse offentliggjort i 2016 i Videnskabelige rapporter af tidligere Scripps postdoktorforsker Renu Rawat foreslog, at ferritin i ormens slim muliggjorde den vedvarende lysproduktion.

På grund af den lysstimulerende effekt, tilstedeværelsen af ​​ferritin i slimet blev anset af interesse af forskerne for yderligere at forstå dens rolle i dette usædvanlige lysproduktionsmønster i rørormen.

"Linket til bioluminescens er utrolig vigtigt, og vi er lige begyndt at forstå, hvordan ferritin påvirker bioluminescens, og hvorfor ferritin virker så meget hurtigere i denne organisme, "sagde Scripps postdoktor og studieforfatter Evelien De Meulenaere, som har studeret denne rørorms unikke egenskaber i mere end tre år.

De Meulenaere beskrev ferritin som formet som en fodbold, med åbninger, der optager jern, når de er tilgængelige gem den og slip den, når det er nødvendigt. Den specifikke struktur giver mulighed for en lang række applikationer, fra medicinsk til miljømæssig. Det kan hjælpe med at målrette frigivelse af medicin, fungere som et sikkert kontrastmiddel, mens den også bruges til vandbehandling ved selektivt at optage og opbevare forurenende stoffer.

I hendes forskning, De Meulenaere testede to forskellige metoder til måling af enzymrespons, dækker forskellige tidsskalaer. Begge fremgangsmåder sammenlignede reaktionerne af ormferritin med human ferritin. I den første tilgang, jern blev tilsat reaktionsrør indeholdende de respektive ferritiner, hvorefter den resterende mængde jernholdigt jern i opløsningen blev målt over tid (1-2 timer). Den anden analyserede på millisekundskala, hvor meget jernoxid der blev dannet inde i ferritinet, angivet ved dannelsen af ​​"rust" -farvning af røret. Begge fremgangsmåder bestemte, at ormen ferritin konverterede jern betydeligt hurtigere.

Rørormen er udbredt i nær kysten, mudrede havgulve. Den, der blev brugt i denne undersøgelse, er almindelig i hele San Diego og det sydlige Californien, imidlertid, forskellige variationer af rørormen kan findes i tempererede kystområder rundt om i verden. Betragtes som en invasiv art, der typisk lever i et rør, som den bygger i mudderet, ormen og dens rørindkapsling undersøges også af forskere i Deheyns laboratorium for yderligere at analysere dens modstandsdygtighed over for varme.