Ученые говорят, что морской червь может иметь сверхспособности

• 18 января 2018

Исследователи обнаружили, что перчаточный бункер, морской беспозвоночный Chaetopterus sp. - который также известен своей биолюминесценцией, способен продуцировать важный белок, обнаруженный почти во всех живых организмах, ферритин, в восемь раз эффективнее людей.

«Мы были удивлены, обнаружив, что, несмотря на то, что бункерный ферритин очень похож на человеческий ферритин, он намного превосходит человеческий вариант», - сказал исследователь исследования Scripps Димитрий Дехейн, ведущий исследователь исследования, который был опубликован в журнале Biochemical Journal , «В этом исследовании есть серьезные последствия для биотехнологических исследований, в частности для многих лабораторий, которые разрабатывают приложения ферритина».

Ученые говорят, что открытие имеет важные последствия для здоровья человека для биомедицинских исследований, поскольку ферритин имеет решающее значение для хранения железа и метаболизма железа у людей, что помогает сбалансировать железо в крови. Поэтому ферритин является важным белком для тех, у кого дефицит железа и общий метаболизм железа. Это открытие может стать новым инструментом в будущих исследованиях ферритина для использования у пациентов благодаря его биосовместимости и способности переносить, защищать и доставлять малые молекулы в качестве лекарств для конкретных целей.

Туль-червь широко распространен в прибрежных, грязных морских днах. Тот, который используется в этом исследовании, распространен в Сан-Диего и Южной Калифорнии, однако различные вариации бункерного червя можно найти в умеренных прибрежных районах по всему миру. Считается инвазивным видом, который обычно живет в трубе, которую он строит в грязи, червяк и его трубчатый кожух также изучаются исследователями Лаборатории Дехейна для дальнейшего анализа его стойкости к нагреву.

Лаборатория Deheyn долго изучала пергаментный tubeworm, прежде всего, для его биолюминесцентных возможностей. Этот вид может сохранять свой голубой свет, светящийся в течение нескольких часов, а иногда и дней подряд, намного дольше, чем большинство биолюминесцентных организмов, которые обычно освещают только миллисекунды или секунды. Было высказано предположение о том, что ферритин в слизистой оболочке червя позволил выработку устойчивого света, согласно исследованию, опубликованному в 2016 году в «Научных докладах» бывшим исследователем Скриппса Рену Раватом.

Из-за световосстанавливающего эффекта присутствие ферритина в слизи считалось интересным исследователем для дальнейшего понимания его роли в этом необычном световом производстве в канале.

«Связь с биолюминесценцией невероятно важна, и мы только начинаем понимать, как ферритин влияет на биолюминесценцию, и почему ферритин работает намного быстрее в этом организме», - сказал аспирант Скриппс и соавтор исследования Эвелен де Меуленере, который изучал это уникальные свойства червячного червя более трех лет.

De Meulenaere описал ферритин как форму футбольного мяча, с отверстиями, которые занимают железо, когда они доступны, хранить его и выпускать, когда это необходимо. Эта специфическая структура позволяет использовать широкий спектр приложений, от медицинских до экологических. Это может помочь назначить высвобождение лекарств, действовать как безопасный контрастный агент, а также использоваться для очистки воды путем выборочного взятия и хранения загрязняющих веществ.

В своих исследованиях De Meulenaere протестировал два разных подхода к измерению реакции фермента, охватывая разные временные масштабы. Оба подхода сравнивают реакции ферритина червя с ферритином человека. В первом подходе железо добавляли к реакционным трубам, содержащим соответствующие ферритины, после чего оставшееся количество железа, оставшегося в растворе, измеряли с течением времени (1-2 часа). Вторая анализировалась на миллисекундном масштабе, сколько оксида железа было создано внутри ферритина, что обозначено образованием «ржавчины» окраски трубки. Оба подхода определили, что червь ферритин превратил железо значительно быстрее.

Это исследование финансировалось Управлением научных исследований ВВС (грант № FA9550-17-0189), который заинтересован в том, чтобы больше узнать об уникальных биолюминесцентных свойствах червя, о выдающихся характеристиках червячного ферритина и упругих свойствах трубной оболочки, в рамках более широкой структуры, изучающей биомиметические системы.