Люминесцирующие бактерии влияют на экспрессию генов бобтейл-кальмаров

Гавайские ученые обнаружили, что люминесцирующие бактерии, проживающие в фотофоре головоногого моллюска Euprymna scolopes, влияют на экспрессию генов в других органах животного. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.

Биолюминесценция — это процесс поглощения и повторного излучения света живыми организмами с помощью соединений-пигментов. Ключевым аспектом процесса является переход электронов молекулы-пигмента на более высокие энергетические уровни при поглощении кванта света. Дальнейшая судьба энергии, запасенной в таком возбужденном молекулярном состоянии, может заключаться в возвращении электрона на «привычное» место и, как следствие, испускании световой волны в видимом диапазоне. Это свойство используется многими организмами для коммуникации или маскировки на фоне естественных источников света.

Гавайские бобтейл-кальмары родом из Тихого океана — это ночные хищники, которые остаются погребенными под песком днем, а ночью выходят на охоту за креветками у коралловых рифов. Для защиты от потенциальных врагов кальмары обзавелись удивительным механизмом: люминесцирующие бактерии Vibrio fischeri, проживающие в фотофоре животного, испускают количество света в согласии со степенью освещенности среды. В лунную ночь симбионты светят ярче, чем в облачную погоду. А значит, со дна океана различить контуры зверя практически невозможно.

Для ответа на вопрос, могут ли бактерии светового органа оказывать влияние на работу генов других частей тела кальмара, исследователи проанализировали кальмаров трех выборок: c бактериями дикого типа, c мутантными бактериями, неспособными к люминесценции, и без бактерий. Оценивали экспрессию различных генов в фотофоре, глазах и жабрах.

«Моей первой реакцией на полученные результаты было удивление: наиболее значимым фактором экспрессии генов в световом органе оказалось не присутствие самих бактерий, но их способность к свечению», — комментирует соавтор исследования Сильвия Мориано-Гутьеррес, аспирантка Тихоокеанского исследовательского института. Примечательно, что мутантная культура в итоге была отторгнута фотофором через 48 часов.

«Следующим большим сюрпризом было то, что десятки генов, активно экспрессирующихся в глазу в присутствии диких штаммов бактерий, молчали при подселении мутантов, — утверждает другой соавтор работы Эдвард Руби, исследователь Тихоокеанского научно-исследовательского института. — Данные подтверждают идею о том, что связь глаза и фотофора очень важна для маскировки животного».

В ходе будущих исследований команда рассмотрит вопрос о том, какие еще особенности симбионта могут вызывать подобные реакции в тканях хозяина и как эти реакции осуществляются.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.