Свечение в глубинах: загадки неизведанного

Свечение в глубинах: загадки неизведанногоЗабудьте о мерцающих в ночном небе звездах. Настоящие светящиеся красоты находятся сотни метров под поверхностью океана – это биологически флуоресцентные и люминесцентные организмы, населяющие коралловые рифы в мировом океане.

После тропических лесов коралловые рифы являются вторым типом наиболее разнообразных экосистем на Земле, в их состав входят и хорошо изученные, и еще неизвестные науке виды, которые не только прекрасны, но и полезны для современных биологических и медицинских исследований.

Какова же разница между биологической флуоресценцией и люминесценцией? Биологически флуоресцентный организм – это тот, что впитывает свет из внешнего источника для свечения, в то время как источник света для биологически люминесцентного организма находится внутри и является результатом ряда выделяющих свет химических реакций, происходящих в организме.

Зеленое свечение

Биологическая люминесценция происходит благодаря белку под названием зеленый флуоресцентный белок, или ЗФБ. В 2008 году Нобелевская премия по химии была присуждена группе исследователей, которые открыли и изучили использование ЗФБ у биолюминесцентных медуз Aequorea victoria.

Коралловые полипы акропоры на фото вырабатывают ЗФБ и, соответственно, светятся зеленым при воздействии на них синим светом.

ЗФБ неоценим как маркер. Клетки или молекулы, помеченные этим белком, светятся, когда исследователи используют флуоресцентныемикроскопы.

Эта технология дает ученым возможность отслеживать невидимые биологические процессы, такие как распространение раковых клеток, попадание вируса в клетку, а также механизмы, вызывающие повреждения нервных клеток мозга у пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера.

Лучше изучив эти процессы, ученые могут выделять особенные зоны и, таким образом, находить лечение. ЗФБ также гораздо менее токсичен, чем другие малые флуоресцентные молекулы при использовании для получения изображений живых клеток.

Открытие ЗФБ изменило сферу клеточной визуализации.

При поддержке Национального научного фонда США ученый Нью-йоркского университета Дэвид Грубер и его сотрудники нашли ЗФБ во многих видах кораллов и других морских организмах. Они также обнаружили один из самых ярких флуоресцентных белков и область молекул, которая эволюционирует в разных направлениях.

Грубер и его группа исследователей в настоящее время выясняют, имеется ли этот белок у рыб.

В поисках белков

Для проведения исследования ученые погрузились в океан на глубину более 100 метров, почти на 60 метров глубже большинства водолазов. Исследователи использовали технику, созданную в соответствии с инновационной технологией, которая позволяет снимать с высоким разрешением глубоководные организмы во время их жизнедеятельности, несмотря на низкий уровень освещенности.

Группа погружалась в тропических регионах, таких как австралийский Большой Барьерный риф и Каймановы острова, и из-за различных опасностей, таких как акулы, в распоряжении ученых было лишь 20-30 минут для сбора максимального количества образцов.

В данное время исследователи собрали около сотни образцов кораллов и анемонов, которые хранятся в музее. Сейчас группа клонирует новые флуоресцентные белки, полученные из этих образцов, чтобы выяснить, могут ли они стать полезными маркерами для биологической визуализации.

Грубер и его коллеги также разрабатывают аппарат с дистанционным управлением для облегчения глубоководного исследования коралловых рифов (начиная от 30-метровой глубины) и регистрации биологического разнообразия популяций кораллов и губок.

Грубер издал книгу Свет в темноте: революционная наука о биологической люминесценции, а желающие могут ознакомиться с постоянно публикуемыми отчетами. Кроме того, вскоре выйдет документальный фильм об этом исследовании.

Самое глубокое место в мире.Тайны морских глубин.С точки зрения науки


Вы прочитали статью, но не прочитали журнал…

Читайте также: