Новое исследование, опубликованное сегодня в Biochemical Journal, показывает, что трубчатый червь, также известный своей биолюминесценцией, имеет ферритин с самой быстрой каталитической эффективностью из когда-либо описанных, почти в восемь раз быстрее, чем у человека.Ферритин — важный белок, который содержится почти во всех живых организмах, поскольку он управляет метаболизмом железа в клетках, контролируя его хранение и высвобождение. У людей это критически важно для хранения и метаболизма железа, помогая балансировать железо в крови.
«Мы были удивлены, обнаружив, что, хотя ферритин трубчатого червя очень похож на ферритин человека, он намного превосходит человеческий вариант», — сказал исследователь Скриппса Димитри Дехейн, ведущий исследователь исследования. «Это открытие имеет большое значение для биотехнологических исследований, особенно для многих лабораторий, разрабатывающих приложения ферритина».Это открытие также имеет важное значение для здоровья человека для биомедицинских исследований, поскольку ферритин является важным белком для людей с дефицитом железа и общими проблемами метаболизма железа. Это открытие может стать новым инструментом в будущих исследованиях ферритина для использования у пациентов благодаря его биосовместимости и способности переносить, защищать и доставлять небольшие молекулы в качестве лекарства к определенным целям.
Пергаментный трубчатый червь давно изучается лабораторией Дехейна, в первую очередь из-за его биолюминесцентных свойств. Этот вид также обладает уникальной способностью сохранять свой синий свет светящимся часами, а иногда и днями подряд, что значительно дольше, чем у большинства биолюминесцентных организмов, которые обычно светятся только миллисекунды или секунды. Исследование, опубликованное в 2016 году в журнале Scientific Reports бывшим докторантом Скриппса Рену Раватом, показало, что ферритин в слизи червя обеспечивает устойчивое производство света.
Из-за светостимулирующего эффекта присутствие ферритина в слизи было сочтено исследователями интересным для дальнейшего понимания его роли в этом необычном паттерне светового производства трубчатого червя.«Связь с биолюминесценцией невероятно важна, и мы только начинаем понимать, как ферритин влияет на биолюминесценцию и почему ферритин работает намного быстрее в этом организме», — сказала соавтор исследования и постдокторант Скриппса Эвелин Де Меуленаер, которая изучает уникальные свойства этого трубчатого червя на протяжении более трех лет.Де Мёленер описал ферритин как имеющий форму футбольного мяча с отверстиями, которые принимают железо, когда оно есть, хранят его и высвобождают, когда это необходимо. Эта особая структура позволяет использовать ее в широком диапазоне — от медицины до окружающей среды.
Он может способствовать целевому высвобождению лекарств, функционировать как безопасный контрастный агент, а также использоваться для очистки воды путем выборочного поглощения и хранения загрязняющих веществ.В своем исследовании Де Меуленаэр протестировала два разных подхода к измерению ферментативного ответа, охватывающих разные временные рамки.
Оба подхода сравнивали реакции ферритина червя с ферритином человека. В первом подходе железо добавляли в реакционные пробирки, содержащие соответствующие ферритины, после чего измеряли оставшееся количество двухвалентного железа, оставшегося в растворе, с течением времени (1-2 часа). Второй анализировал в миллисекундном масштабе, сколько оксида железа было образовано внутри ферритина, на что указывает образование «ржавчины», окрашивающее трубку. Оба подхода определили, что ферритин червя преобразует железо значительно быстрее.
Трубчатый червь широко распространен на прибрежных илистых морских днах. Тот, который использовался в этом исследовании, распространен в Сан-Диего и Южной Калифорнии, однако различные разновидности трубчатого червя можно найти в прибрежных районах с умеренным климатом по всему миру.
Считающийся инвазивным видом, который обычно живет в трубке, которую он строит в грязи, червь и его оболочка трубки также изучаются исследователями в лаборатории Дехейна для дальнейшего анализа его устойчивости к теплу.