Teensy, Eyeless Worms Hebben Volledig Nieuwe Lichtdetecterende Cellen

{h1}

De minuscule spoel kan oogloos zijn, maar het kan nog steeds licht waarnemen met krachtige fotoreceptoren die wetenschappers nog maar net hebben ontdekt.

Het klinkt misschien als een mutante superheldenkracht, maar een kleine, eyeless rondworm heeft een nieuw type lichtdetecterende cel in zijn oog. En de fotoreceptor is 50 keer efficiënter in het vastleggen van licht dan zijn tegenhanger in het menselijk oog, vindt een nieuwe studie.

Een internationaal team van onderzoekers vond de fotoreceptor, LITE-1 genaamd, in de millimeter-lange nematode Caenorhabditis elegans, een modeldier dat wetenschappers vaak gebruiken in onderzoek. De bevinding is opmerkelijk, zeiden ze, omdat het alleen het derde type fotoreceptor is dat bij dieren wordt geïdentificeerd. (De andere twee zijn opsins en cryptochromen, zeiden ze.)

"Onze experimenten verhogen ook de intrigerende mogelijkheid dat het mogelijk zou kunnen zijn om andere nieuwe soorten fotoreceptoren genetisch te manipuleren", zegt Shawn Xu, hoogleraar in de afdeling Moleculaire en Integratieve Fysiologie aan de Universiteit van Michigan Medical School, senior studie auteur Shawn Xu, zei in een uitspraak. [Zie foto's van een worm met 5 vormverschuivende mondstukken]

Het onderzoeksteam vond LITE-1 binnen een familie van smaakreceptoren (cellen die smaaksignalen naar de hersenen sturen) die voor het eerst zijn ontdekt bij insecten, maar die ook aanwezig zijn in de meeste ongewervelde dieren (dieren zonder ruggengraat). "Deze zijn echter niet dezelfde smaakreceptoren als bij zoogdieren," zei Xu.

Een eerdere studie gepubliceerd door Xu en zijn collega's toonde aan dat hoewel nematoden geen ogen hebben, ze toch weggaan van lichtflitsen. De nieuwe studie suggereert waarom: in plaats van te dienen als intermediair dat stoffen detecteert gevormd door lichtreacties, absorbeert LITE-1 het licht direct, "wat aangeeft dat LITE-1 zeer efficiënt is in het vangen van fotonen", schreven ze in het onderzoek.

"Fotoreceptoren zetten licht om in een signaal dat het lichaam kan gebruiken," zei Xu. "LITE-1 is ongebruikelijk omdat het extreem efficiënt is in het absorberen van zowel UV-A- als UV-B-licht - 10 tot 100 keer groter dan de twee andere soorten in het dierenrijk: opsins en cryptochromen. De volgende stap is om beter te kunnen begrijp waarom het deze verbazingwekkende eigenschappen heeft. "

Na analyse van de genetische code van LITE-1, realiseerden de onderzoekers zich dat het heel anders was dan fotoreceptoren in planten, dieren en microben, zei Xu.

Bovendien heeft LITE-1 verschillende unieke kenmerken. Bij dieren hebben fotoreceptoren meestal twee componenten: een basiseiwit en een chromofoor (een lichtabsorberende stof). Als deze twee componenten uit elkaar worden gebroken, kan de chromofoor nog steeds werken, hoewel niet zo goed, aldus de onderzoekers.

LITE-1 kan daarentegen geen licht absorberen als de twee componenten uiteenvallen, zei Xu.

Daarnaast ontdekte het team dat LITE-1 afhankelijk is van het aminozuur tryptofaan, dat op twee verschillende plaatsen aanwezig is. Om dit te testen, voegden onderzoekers een gemodificeerd GUR-3, een niet-lichtgevoelig eiwit in dezelfde familie, toe aan de tryptofaanresiduen. GUR-3 had echter slechts ongeveer een derde van de gevoeligheid voor UV-B, zoals LITE-1 deed, vonden ze.

"Dit suggereert dat wetenschappers soortgelijke technieken kunnen gebruiken om andere nieuwe fotoreceptoren genetisch te manipuleren," zei Xu.

Hij noemde het nieuwe onderzoek een 'instappunt' en was optimistisch dat als onderzoekers het eenmaal door hadden, LITE-1 op een aantal manieren nuttig zou kunnen zijn. LITE-1 zou bijvoorbeeld kunnen worden toegevoegd aan zonnebrandcrème om schadelijke stralen te absorberen, zei hij. Of misschien zou LITE-1 nuttig kunnen zijn in onderzoek door verschillende cellen gevoelig te maken voor licht, schreven de onderzoekers in de studie, die vandaag online (17 november) in het tijdschrift Cell is gepubliceerd.

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: .


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com