ÚSTÍ N. L.: Изложба за рисуване на боди (февруари 2021)

корали

Кораловият скелет играе ключова роля за съхраняване на атмосферния въглероден диоксид. Предишни проучвания са фокусирани върху процеса, чрез който възрастните корали произвеждат минерали, които лекуват съществуващите тъкани, за да образуват скелет, но точната степен, до която коралите инициират целия процес на минерализация, остава загадка - досега.

За първи път изследователите идентифицират процес на биологична минерализация, който се случва при млади корали, които се преместват от плактонното плато (къпане) в „улегнал“ етап, в който образуват скелет от минерали, които защитават колонията му. Това откритие е важно за разбирането на процеса на образуване на коралови рифове и защитата на морския живот от екологичните щети, свързани с глобалното затопляне. Това също има последици за новите биотехнологични разработки, използващи екстракции на корали за регенериране и реконструкция на човешки кости.

Изследването е проведено от професор Gil Goobes от катедрата по химия в университета Bar-Ilan, Dr. Tali Mass, Leon H. Charney School of Medical Sciences към Университета в Хайфа и Dr. Анат Акива и д-р. Iddo Pinkas от Научния институт Weizman в Израел. Откритията им са публикувани наскоро в Nature Communications.

Коралите започват живота си като планктонен полип, който плава свободно в морето. В даден момент полипът се премества в „улегналия“ етап, в който започва формирането на скелета. Това е процес, при който полипът много бързо отделя калциев карбонат, за да образува и защитава рифова колона. Правилното развитие на полипите до стабилен етап е от решаващо значение за правилното развитие на кораловите рифове.

В настоящото проучване те изследваха биологичния процес, който протича през тези две фази. За тази цел те използваха за първи път мултидисциплинарен подход, използващ усъвършенствана електронна микроскопия, микро-Раманова спектроскопия и ядрено-магнитен резонанс (ЯМР) спектроскопия за тестване на вътрешните процеси, свързани със скелетната продукция.

Изследователите анализираха генната експресия както в плаващ, така и в стабилен стадий и видяха узряването на минералите. Чрез генния анализ те успяха да установят, че са създадени различни протеини.

Те открили, че специфични гени активират богати на глутамат протеини през първата фаза на плуване, но след като полипът се уталожи и бързо започне да секретира калциев карбонат, различни гени активират богати на аспартат протеини. „Използвайки ЯМР, ние показахме наличието на богати на глутамат протеини в минералния материал на калциевия карбонат и богати на аспартат протеини в кристалния скелет на калциевия въглерод“, казва професор Гобс. "С други думи, демонстрирахме връзка между генетичната информация и регулаторната активност, извършвана от протеините. Непосредственото значение на тези открития се крие в разбирането на процеса на образуване на коралови рифове и защитата на морските животни от екологичните щети, свързани с изменението на климата."

Точното знание кои протеини се използват за ускоряване на растежа на минералите в коралите е важно за разбирането на това, което ускорява растежа на костите при хората, тъй като много от кораловите скелетни протеини поразително приличат на костните протеини при хората. Разбирането на биологичния процес също е важна стъпка в имитирането и адаптирането му към хората по отношение на лечението на фрактури или дори при лечението на по-дълбоки скелетни и гръбначни проблеми. „В това проучване открихме как може да се регулира костният растеж, което ще помогне за развитието на нови биотехнологични техники за костна трансплантация в човешкото тяло, макар и далеч от разбирането на механизма, по който хората формират скелета, настоящото проучване за това процес ", заключава д-р. Маса и професор Goobes.