Forskere kaster nyt lys over mysterier bag lysudsendelsen fra ildfluer

Et team af forskere fra NYU Abu Dhabis (NYUAD) Smart Materials Lab (SML) ledet af professor i kemi Panče Naumov har gennemført en grundig gennemgang af den videnskabelige litteratur omkring den naturlige produktion af lys, kaldet bioluminescens, og udviklede konklusioner, der vil hjælpe andre på området med at styre deres forskning for at afdække mysterierne bag dette fascinerende naturfænomen.

I den nye undersøgelse The Elusive Relationship Between Structure and Color Emission in Beetle Luciferases, som er omtalt på forsiden af ​​bladet Naturanmeldelser Kemi , Naumov og kolleger giver det mest omfattende kritiske overblik over området for billers bioluminescens, inklusive ildfluer, til dato.

NYUAD-forskerne, herunder Naumov-gruppens post-doc-medarbejdere César Carrasco-López og Stefan Schramm, og bachelorstuderende Nathan M. Lui, identificere de indviklede strukturelle faktorer, der styrer, hvilken farvelys der udsendes af vildtype- og mutante luciferaser, enzymer, der genererer lys. De viser også, at det er muligt at bygge et bibliotek af bioluminescerende enzymer i fremtiden, som vil gøre det muligt for forskere at kontrollere farven og intensiteten af ​​lysemission ved at konstruere luciferaser efter behag.

"At lære af naturen vil give os værktøjer til at konstruere luciferaser, der kan udsende farver inden for en lang række energier, " sagde Naumov. "Dette vil i sidste ende hjælpe os med at udvide anvendelsesområdet for disse og lignende enzymer til nogle spændende anvendelser inden for biologi og medicin, herunder tidlig diagnosticering og forebyggelse af sygdomme."

Gennem menneskets historie, bioluminescens har været en inspiration for videnskabsmænd, kunstnere, og lægmænd. Glødende svampe eller ostracoder er blevet brugt af stammer og soldater som lanterner til at lede deres vej gennem jungler uden behov for elektricitet, og ildfluer blev brugt af minearbejdere som sikkerhedslys.

Nobelprisen i kemi i 2008 blev tildelt for opdagelsen af ​​det grønne fluorescerende protein, et selvlysende protein, der findes i vandmændene Aequorea victoria. I dag, bioluminescens er grundlaget for en lang række bioanalytiske metoder, såsom cellebilleddannelse, kræftforskning, og kontrol med fødevareforurening, og en måde til effektivt at omdanne den energi, der er lagret i kemiske bindinger, til lys, der let kan detekteres. For eksempel, bioluminescens af nogle bioluminescerende bakteriestammer bruges til at overvåge vandtoksicitet og forurening. De fluorescerende proteiner er genetisk indsat i celler og dyr for at analysere vigtige aspekter af dynamikken i nogle sygdomme.

Den seneste forskning fra NYUADs Naumov-hold er klar til at løse nogle af mysterierne omkring bioluminescens kemi og bringe denne forskning tættere på anvendelser.