Geheimnis hinter der faszinierenden Bewegung von Comb Jelly gelöst

Von der University of Tsukuba, 5. Dezember 2022

Benachbarte Kammplatten bewegen sich halbsynchron. Bildnachweis: Universität Tsukuba

Der Regenbogen aus beweglichen Lichtern, der an den Seiten der Wabenquallen zu sehen ist, ist einer der faszinierendsten Anblicke im Ozean. Jetzt haben japanische Wissenschaftler ein Protein gefunden, das die Bewegung dieser Lichter und damit auch die Bewegung dieser unverkennbaren Unterwasserlebewesen steuert.

In a recent study published in Current BiologyCurrent Biology is a peer-reviewed scientific journal published biweekly by Cell Press. It is focused on all aspects of biology, from molecular biology and genetics to ecology and evolutionary biology. The journal covers a wide range of topics, including cellular biology, neuroscience, animal behavior, plant biology, and more. Current Biology is known for its high-impact research articles, as well as its insightful commentary, analysis, and reviews of the latest developments in the field. It is widely read by scientists and researchers in biology and related fields, and has a reputation for publishing groundbreaking research that advances our understanding of the natural world." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Current Biology haben Wissenschaftler der Universität Tsukuba ein Protein in Wabengallerten identifiziert, das für die Entwicklung und Bewegung ihrer Kammplatten, der kammartigen Körperstrukturen, die diesen Tieren ihren Namen geben, von entscheidender Bedeutung ist.

Kammquallen, auch Ctenophoren genannt, kommen von der Meeresoberfläche bis in die Tiefe vor. Diese hungrigen Meeresräuber zeichnen sich durch acht wellenförmige Streifen in leuchtenden, schillernden Farben aus, die entlang ihrer Seiten verlaufen. Diese Bänder bestehen aus Reihen von Kammplatten mit Zehntausenden winzigen haarähnlichen Strukturen, die als Flimmerhärchen bekannt sind. Wabengelees werden durch das Schlagen dieser Wabenplatten durch das Wasser geschleudert. Die synchronisierte wellenartige Bewegung der Flimmerhärchen streut das Umgebungslicht und führt zu einem Regenbogen aus Farben.

„Zilien sind in Strukturen gebündelt, die als Kompartimentierungslamellen (CL) bezeichnet werden“, sagt Autor Professor Kazuo Inaba. „Es wird angenommen, dass diese Lamellen für die Ausrichtung und synchrone Bewegung der Zilien wichtig sind. In einer früheren Studie haben wir ein Protein namens CTENO64 gefunden, das für die Ausrichtung der Zilien benötigt wird, aber nur in einem Teil des CL vorkommt.“ . Wir haben die Gesamtarchitektur der Lamellen immer noch nicht vollständig verstanden.“

Die Kammplatte ist in zwei unterschiedliche Bereiche unterteilt: proximal und distal. Mit dem Wissen, dass sich CTENO64 im proximalen Kompartiment befindet, und um die molekulare Zusammensetzung des CL besser zu verstehen, untersuchten die Forscher ganze Proteine, die sich in der gesamten Kammplatte befinden. Sie identifizierten diejenigen, die sowohl reichlich vorhanden waren als auch nur in Kammplattenzellen eine Genexpression zeigten. Bei dieser Suche wurden 21 Proteine ​​aufgeklärt, darunter ein neu entdecktes Protein namens CTENO189, das in einer anderen Region des CL als CTENO64 gefunden wird.

„Als wir das Gen für dieses neu entdeckte Protein ausschalteten, erschien der CL überhaupt nicht im distalen Bereich der Kammplatte“, erklärt Professor Inaba. „Ein genauerer Blick auf die Struktur zeigte, dass sich die Kammplatten zwar normal bildeten, die Flimmerhärchen jedoch durcheinander waren und das normale wellenförmige Bewegungsmuster verschwand.“

Zusammengenommen deuten diese Studien darauf hin, dass die beiden unterschiedlichen Regionen des CL unterschiedliche Rollen bei der Steuerung der Bewegung von Kammgallerten spielen. Der proximale CL sorgt für ein starkes Gebäudefundament, während der distale CL für eine elastische Verbindung zwischen den Zilien sorgt. Zusammen halten diese im CL vorkommenden Proteine ​​die Wellenbewegung aufrecht, die Kammgelees durch ihre Meeresumgebung treibt.

Referenz: „Zwei unterschiedliche Kompartimente einer Ctenophor-Kammplatte sorgen für strukturelle und funktionelle Integrität für die Motilität riesiger Multicilia“ von Kei Jokura, Yu Sato, Kogiku Shiba und Kazuo Inaba, 21. Oktober 2022, Current Biology.DOI: 10.1016/j.cub .2022.09.061

Die Studie wurde von der Japan Society for the Promotion of Science und dem japanischen Ministerium für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie finanziert.