Риби-чистильники з'їдають разом з морськими рачками все, що потрібно для люмінесценції.
Біолюмінесценція - це світіння живих організмів, і хоча термін тут один, світитися вони можуть дуже по-різному. Наприклад, медузи випускають світло за допомогою люмінесцентних білків, до яких прикріплені особливі хімічні групи - фізико-хімічні перетворення цих груп і дають світло тієї чи іншої хвилі (такий спосіб люмінесценції називають флуоресценцією).
Інший дуже поширений механізм люмінесценції спирається на ферментативну реакцію за участю ферменту люциферази і молекул люциферину: люцифераза окисляє люциферин, який негайно вивільняє квант світла. Люциферазна система є у жуків-світляків, але взагалі у неї є багато різновидів, і нею користуються безліч живих організмів, в тому числі і морські членистоногі.
При цьому зазвичай вважалося, що якщо люциферин живі організми можуть, в крайньому випадку, отримати з їжею, то люциферазу вони обов'язково синтезують самі. Однак дослідники з Нагойського університету і Дослідницького інституту океанаріуму Монтерей Бей (MBARI) знайшли риб, які, образно кажучи, все своє світло отримують з їжею. У морях і океанах живе понад двісті родів риб, які вміють світитися, і якщо поглянути на них з еволюційної точки зору, то виявиться, що біолюмінесценція серед риб виникала незалежно щонайменше 27 разів. При цьому досі нічого не було відомо про риб'ячий ген люциферази.
Дослідники вирішили взятися за рід Parapriacanthus - риб-чистильників з Індійського океану і західної частини Тихого. Про них вже було відомо, що люциферин вони отримують з їжею (а харчуються вони дрібними ракоподібними класу Остракод). Коли аналізували геном одного з видів роду, Parapriacanthus ransonneti, то розраховували, що ген люциферази у них точно буде - але його не було. Зате виявилося, що той фермент, за допомогою якого чистильники світяться - це той же самий білок, які є у поїданих ними остракод.
Тоді з рибами поставили експеримент - їх рік годували такою їжею, в якій не було ферменту люциферази, і риби перестали світитися. Потім їх знову стали годувати рачками, що світяться, але тільки іншого виду, не того, який P. ransonneti їдять зазвичай - і у риб в їх світяться органах з'явилася нова люцифераза. Детально експерименти з рибами і рачками описані в Science Advances.
Незвично тут те, що люцифереза - досить великий білок, і в травній системі риб він, здавалося б, неминуче повинен був би розщепитися, нехай і не повністю, але хоча б до такого стану, щоб втратити здатність каталізувати «реакцію, що світиться». Але ось не розщеплюється. І тепер дослідники хочуть з'ясувати, як рибам вдається отримати рачковий фермент для світіння цілим і неушкодженим.
За матеріалами The Scientist.