Красноярские учёные открыли самую холодостойкую люциферазу
Исследователи из Института биофизики ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН выделили из обитающего в Белом море светящегося планктонного рачка особый белок — люциферазу, которая «светится» при экстремально низкой температуре. Среди всех известных на сегодняшний день люцифераз она является наиболее приспособленной к холоду. Статья об этом была опубликована в Biochemical and Biophysical Research Communications.
Представитель зоопланктона маленький рачок копепода (его размер — до двух миллиметров) является обитателем северных морей. Когда на него нападает хищник, он, подобно кальмару, выпрыскивающему чернильное облако, выпускает светящийся фантом. Пока тот рассеивается, рачок может покинуть опасную территорию и тем самым спастись.
"Субстанция, которую рачок выпускает в момент опасности, содержит фермент люциферазу и особое вещество, называемое субстратом. Когда они соединяются вместе, происходит реакция свечения — биолюминесценция, — рассказывает инженер лаборатории фотобиологии ИБФ СО РАН, аспирантка Сибирского федерального университета Марина Ларионова. — Отличительная черта найденного нами фермента — его психрофильность (приспособленность к экстремально холодным температурным условиям). Это самая холодоустойчивая люцифераза их всех, которые в настоящий момент были обнаружены и описаны. Она «светится» при температуре около 5°C".
Исследуемый светящийся планктонный рачок копепода в течение суток совершает перемещение, называемое вертикальной миграцией. Днём рачок опускается на дно Белого моря — на глубину порядка 100 метров, где температура колеблется от 0 °C до +2°C, а ночью поднимается на поверхность, где летом температура может достигать +20°C. Учёные предложили, что набор люцифераз с разным оптимумом температур служат ему для адаптации — в зависимости от условий, найдётся та, которая позволит эффективно защищаться от хищников, генерируя наиболее яркую вспышку.
«Изучение люциферазы из копеподы позволит лучше понять, как белки адаптируются к экстремально холодным температурам. На сегодняшний день это очень актуальная тема исследований, поскольку психрофильных организмов на нашей планете может быть даже больше, чем термофильных», — говорит заведующий лабораторией фотобиологии ИБФ СО РАН кандидат биологических наук Евгений Степанович Высоцкий.
Ученые считают, что при помощи новой люциферазы можно изучать особенности других психрофильных белков. Кроме того, предполагается, что её можно использовать для визуализации внутриклеточных процессов морозоустойчивых организмов. Те флуоресцентные или биолюминесцентные белки, которые сейчас есть в арсенале учёных, не позволяют это сделать, поскольку неактивны при низких температурах.
Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.
