Tube orm slim viser langtidsholdbar, selvdrevet glød

Når de bliver truet, den marine pergamentrørorm udskiller et klæbrigt slim, der udsender et unikt langvarigt blåt lys. Ny forskning i, hvordan ormen skaber og opretholder dette lys, tyder på, at processen er selvdrevet.

"Lyset, eller bioluminescens, produceret af denne orm vises ikke som blink, som i de fleste lysende organismer, men som en langvarig glød, " sagde Evelien De Meulenaere, Ph.D., en forsker i Dimitri Deheyns laboratorium ved Scripps Institution of Oceanography. "Forståelse af mekanismerne i denne bioluminescensproces kunne informere designet af en lyspind, der virker i flere dage eller, med yderligere optimering, miljøvenlig have- og gadebelysning."

De Meulenaere skulle efter planen præsentere denne forskning på American Society for Biochemistry and Molecular Biologys årlige møde i San Diego i denne måned. Selvom mødet, afholdes i forbindelse med 2020 Experimental Biology-konferencen, blev aflyst som reaktion på COVID-19-udbruddet, forskerholdets abstract blev offentliggjort i denne måneds udgave af FASEB Journal .

Efter at have opdaget, at lysproduktion ikke var forbundet med nogen af ​​organismens metaboliske veje, forskerne indså, at opretholdelse af lysproduktion i mere end et par millisekunder ville kræve, at slimet indeholder sin egen energikilde.

Yderligere arbejde afslørede, at ormens slim indeholder et jernopbevaringsprotein kaldet ferritin. Kunstig tilsætning af jern til slimet øgede lysproduktionen, hvilket fik forskerne til at tro, at ferritin fungerer som et molekylært batteri, der lagrer energi. For nylig, de fandt ud af, at udsættelse af ferritin for blåt lys gør mere jern tilgængeligt, og at udsættelse af slimet for blåt lys fremkalder lysudbrud, der varer flere minutter.

"En lyskilde baseret på denne mekanisme kunne fjernudløses ved hjælp af blåt lys til at initiere og forstærke processen, " sagde De Meulenaere. "Når vi forstår præcis, hvordan lysproduktion sker i det naturlige system, at information potentielt kan bruges til at udvikle et langtidsholdbart lys, der også er biologisk nedbrydeligt og genopladeligt."

Rørormens bioluminescens kunne også bruges til at skabe biomedicinske reportersystemer. Fordi det er følsomt over for jern, kan et sådant system bruges til at teste for jernmangel eller toksicitet. Den kan også bruges som en lys-emitterende reporter, der arbejder i flere dage. Dette ville tillade eksperimenter, hvor forskellige proteiner eller celler spores i meget længere perioder end muligt med nutidens fluorescerende reportere.