Hvad havagurker kan lære os om selvforsvar

Genom minedriftsteknikker har hjulpet med at forklare, hvordan havagurker producerer defensive kemikalier, der sætter dem i stand til at afværge fjender i de skumle dybder.

Havagurker er en delikatesse i det sydlige Asien, hvor deres dyrkning er en industri med mange millioner dollars. De molekyler, de producerer for at forsvare deres økologiske niche på bunden af ​​havet, er højt værdsatte for deres medicinske egenskaber.

Disse nysgerrige havdyr producerer en kategori af molekyler kendt som triterpenoid saponiner, som er udbredt i planter, men sjældne hos dyr.

Indtil nu har spørgsmålet om, hvordan de udviklede deres usædvanlige evne til at producere disse molekyler, været uforklaret.

Et internationalt forskningssamarbejde undersøgte søagurkens genom og sammenlignede dem med andre pighuder, såsom søstjerner og søpindsvin.

Analyse viste, at der manglede et enzym, der findes i alle livets riger, og som gør steroler, der er afgørende for opbygning af membraner og hormoner, i søagurken.

I havagurker var denne sterolproducerende funktion blevet omdirigeret til at producere to nye gener i denne enzymfamilie. Ved hjælp af molekylærbiologi isolerede forskerne generne, overførte dem til gær og analyserede ekstrakterne.

Dette viste, at generne har fået nye funktioner; en af ​​dem laver en alternativ type saponin, som søagurken bruger til selvforsvar, og den anden producerer molekyler, der beskytter væsenet mod de giftige virkninger af dets egne kemikalier.

Kemisk analyse viste, at disse gener, der kræves til syntesen af ​​selvforsvarsforbindelser, blev udtrykt mere i de ydre lag af væv.

Næste trin for denne forskning er at finde de resterende kemiske trin, der er nødvendige for at gøre disse potentielt højværdikemikalier, så de kan produceres ved hjælp af planter eller gær billigere og hjælpe med at bevare havagurker i deres naturlige levesteder.

Saponiner er udbredte naturlige produkter, med mere end 20.000 rapporterede. De har en bred vifte af anvendelser, traditionelt som sæbekilde og på det seneste som vaccineadjuvanser, skumdannende midler, antifungale behandlinger og emulgatorer.

Mange dyr bruger toksiner som kemiske forsvar - normalt opnået fra mad eller produceret via symbiotiske forhold. I modsætning hertil biosyntetiserer pighuder deres toksiner selv.

Professor Anne Osbourn, en gruppeleder ved John Innes Center, og den tilsvarende forfatter til undersøgelsen sagde:"Havagurker er enormt vigtige i Asien som en sundhedsfremmende fødevarekilde og for traditionel medicin. Så hvis vi kan forstå, hvordan deres molekyler er lavet, kan vi lave disse højværdiforbindelser uden at skulle male havagurker op. Vi kan lave dem ved hjælp af planter eller gær."

Medfødt immunitet i havagurker:genanvendelse af sterolbiosyntese til forsvar er i Nature Chemical Biology . + Udforsk yderligere

Knækker søagurkekoden