Urea-absorberende evne af kæmpe muslinger

NUS-biologer har opdaget, at den riflede kæmpemusling absorberer urinstof fra omgivelserne, og absorptionshastigheden øges ved udsættelse for lys.

Kæmpemuslinger lever i næringsfattige revvande i Indo-Pacific-regionen og er afhængige af symbiotiske zooxanthellae for næringsstoffer. Zooxanthellae er fotosyntetiske alger og opfører sig som bittesmå plantelignende organismer, der lever i mange dyrs væv, såsom kæmpemuslinger og nogle koraller. Zooxanthellae giver næringsstoffer til de gigantiske muslinger til gengæld for den bolig, de får. Da zooxanthellae er nitrogenmangel, værtsmuslingen skal absorbere eksogent nitrogen fra det omgivende havvand og levere det til dem for at producere næringsstoffer. I havvand, opløst uorganisk nitrogen er tilgængelig i form af ammonium, nitrit og nitrat, mens opløst organisk nitrogen er tilgængeligt som urinstof og aminosyrer.

Et forskerhold ledet af prof Alex Ip, fra Institut for Biologiske Videnskaber, NUS har for første gang rapporteret, at bortset fra uorganisk nitrogen opløst i havvand, den riflede kæmpemusling, Tridacna squamosa, kan også opnå nitrogen ved at optage urinstof fra omgivelserne. I deres eksperimenter, forskerne fandt ud af, at den riflede kæmpemusling absorberede omkring 1,6 gange mere urinstof, når den udsættes for lys (synligt) end i mørke. De fandt også et protein svarende til DUR3, der blev produceret i den riflede gigantiske muslinges gylle. DUR3 er en type protein, der letter bevægelsen af ​​absorberet urinstof i organismer. Niveauet af dette DUR3-lignende protein i gællen stiger med omkring otte gange over en periode på 12 timer, når den riflede kæmpemusling udsættes for lys. Urinstof er normalt et udskillende nitrogenholdigt affald hos dyr, og de fleste dyr har transportmidler (som normalt er lavet af proteiner) for at lette urinstofudskillelsen. Da dyr ikke kan omsætte urinstof, det er spændende at finde vanddyr, der absorberer det fra deres omgivelser. Forskningsresultaterne giver indsigt i at supplere kæmpemuslinger med urinstof som organisk nitrogen for at lette deres vækst og udvikling under akvakultur, hvilket vil fremskynde gensåningen af ​​kæmpemuslinger tilbage til koralrevene for at kompensere for deres svindende befolkning.

Prof Ip sagde, "Vores resultater viser, at den riflede kæmpemusling er i stand til lysforstærket urinstofabsorption, og dens gælle udtrykker et DUR3-lignende protein af animalsk oprindelse. Dette ualmindelige fænomen kan være et resultat af den selektive fordel ved de tætte og langsigtede symbiotiske interaktioner mellem kæmpemuslingen og zooxanthellae."

"Nedbrydningen af ​​det absorberede urinstof og udnyttelsen af ​​den resulterende ammoniak og kuldioxid er kun mulig gennem samarbejdet mellem værtsmuslingen og dens symbiotiske zooxanthellae, da sidstnævnte besidder enzymet urease til urinstofnedbrydning. De symbiotiske zooxanthellae kan metabolisere det absorberede urinstof til ammoniak og kuldioxid for at understøtte aminosyresyntese og fotosyntese, som er afgørende for muslingen, " tilføjede Prof Ip.

Holdet udfører yderligere forskning for at karakterisere den urea-aktive transporter og urease fra zooxanthellae, der bor i den farverige ydre kappe af riflede kæmpemuslinger, og at undersøge virkningerne af lyseksponering på deres gen- og proteinekspressionsniveauer.