Учёные «прочитали» химические сообщения обитателей коралловых рифов
Исследователи нашли способ извлекать и идентифицировать в морской воде химические соединения-индикаторы, которые выделяют организмы коралловых рифов. Метод позволил обнаружить ранее не выявляемые метаболиты, включая три, которые могут указывать на разные рифовые организмы. Результаты опубликованы в Journal of Proteome Research.
Проблема и решение
Растения и животные коралловых рифов выделяют в воду множество веществ. Однако стандартный метод сбора на липкие мембраны пропускает многие важные азот-, кислород- и серосодержащие метаболиты, которые плохо к ним прикрепляются и присутствуют в крайне низких концентрациях.
Чтобы решить эту проблему, команда из Института океанологии Вудс-Хол испытала технику модификации растворённых метаболитов перед экстракцией. С помощью серии реакций к амино- и спиртсодержащим метаболитам присоединяли бензоильную функциональную группу, что делало их совместимыми с мембранными материалами для концентрирования и анализа.
Ход исследования
- Учёные собрали и профильтровали пробы воды с пяти коралловых рифов у Виргинских островов (США).
- Модифицированные метаболиты экстрагировали и анализировали с помощью жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии.
Результаты
- Было идентифицировано 23 метаболита, ранее не обнаруженных вблизи коралловых рифов, включая аминокислоты, амины, пиримидиновые нуклеозиды и органосульфоновые кислоты, участвующие в фотосинтезе и росте организмов.
- На состав метаболитов сильнее всего влияло наличие больных кораллов, макроводорослей и корковых кораллиновых водорослей.
- Некоторые соединения, например органосульфоновая кислота DHPS, стабильно присутствовали в высоких концентрациях во всех локациях, что указывает на наличие кораллов и связанных с ними организмов.
- Уровни трёх метаболитов (гомосерин-бетаина, триптофана и γ-аминомасляной кислоты) значительно различались на пяти рифах, что исследователи связывают с различиями в морской среде и организмах.
Значение работы
Исследование успешно демонстрирует, как можно собирать ранее упускаемые из виду, но экологически значимые соединения в экосистемах коралловых рифов. Эти соединения в будущем могут быть использованы для мониторинга воздействия изменения климата, природных нарушений и болезней.