Морские организмы используют неизвестные ранее рецепторы для обнаружения и реакции на свет
Одноклеточные организмы в открытом океане используют разнообразный набор генетических инструментов для обнаружения даже крошечных количеств света и реакции на него. Об этом говорится в исследовании Университета Вашингтона, опубликованном 1 февраля в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Как исследовали
- Учёные собрали пробы воды вдали от берега в северной части Тихого океана у Гавайев.
- Отбирались организмы размером от 200 нанометров до одной десятой миллиметра — фотосинтезирующие (водоросли) и гетеротрофные протисты.
- Пробы отбирали каждые 4 часа, днём и ночью, в течение 4 дней, отслеживая одно и то же водное течение на глубине около 15 метров.
- Также изучались пробы из «сумеречной зоны» океана на глубинах 120 и 150 метров.
- Анализировалась вся РНК, отфильтрованная из морской воды, что позволило оценить генетическую активность.
Что обнаружили
- Идентифицированы четыре основные группы фоторецепторов, многие из которых являются новыми для науки.
- Эта генетическая активность использует свет для запуска изменений в метаболизме, росте, делении клеток, движении и гибели морских организмов.
- Обнаружены рецепторы как для синего света (преобладающего в океане), так и для зелёного.
- Даже в «сумеречной зоне» организмы реагировали на очень низкий уровень солнечного света.
- Наблюдался чёткий суточный ритм: днём организмы накапливают энергию и растут, а ночью, когда ультрафиолетовое излучение менее повреждает их ДНК, делятся.
Значение открытия
- Работа значительно расширила количество известных фоторецепторов — «световых выключателей» в природе.
- Новые природные «генетические переключатели» могут найти применение в оптогенетике, возможно, обладая большей чувствительностью или способностью детектировать свет определённых длин волн.
- Исследование подчёркивает фундаментальную роль света в синхронизации жизни морских микробных сообществ, которые так же важны для функционирования планеты, как и тропические леса.