Breaking News

Breaking

Post Top Ad

Your Ad Spot

Friday, March 11, 2022

يكشف التصوير المتقدم عن تفاصيل خلوية وجزيئية جديدة لعلاقة الطحالب المرجانية

يكشف التصوير المتقدم عن تفاصيل خلوية وجزيئية جديدة لعلاقة الطحالب المرجانية

مرجان Acropora yongei المتفرعة. تم التقاط هذه الصورة المكبرة 40x باستخدام مجهر رقمي محمول باليد. الائتمان: معهد سكريبس لعلوم المحيطات في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو / أنجوس ثيس.

اكتشف باحثون في معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو عملية جزيئية جديدة تستخدمها الشعاب المرجانية للتحكم في البيئة دون الخلوية للطحالب التي تعيش بداخلها.

يتحكم بروتين متخصص في التقلبات في النقل الليلي للنيتروجين وثاني أكسيد الكربون عبر المرجان الى . هذه العملية مهمة لأن الشعاب المرجانية والطحالب تعيش في علاقة متبادلة المنفعة تسمى التكافل. على الرغم من أن الفريق توقع العثور على البروتين ، إلا أنهم لم يتمكنوا من التنبؤ بالتغيرات ليل نهار في المناطق داخل الخلايا التي لاحظوها.

قال أنجوس ثيس ، طالب الدكتوراه الذي يعمل في مختبر Scripps Oceanography ، عالم فسيولوجيا البحار في Scripps ، مارتن Tresguerres: “نظهر أن الواجهة بين مضيفات الحيوانات والنباتات التي تعيش بداخلها هي بيئة مكروية يتم التحكم فيها ديناميكيًا”. يصف Thies وزملاؤه ، ومن بينهم علماء من جامعة مانيتوبا في كندا ، الملاحظات المباشرة الأولى للواجهة الخلوية بين الشعاب المرجانية وطحالبها التكافلية في عدد 11 مارس من تقدم العلم. تم دعم الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم (NSF) من خلال منحة إلى تريسغيرس ومنحة للزمالة.

حتى وقت قريب ، ذكرت النتائج في تقدم العلم كان من المستحيل تقريبًا الحصول عليه. لقد استثمرت مجموعة Tresguerres بالفعل سنوات في ريادة أفضل السبل لإعداد الشعاب المرجانية لعلوم الفحص المجهري. ما حسم هذا الإنجاز ، على الرغم من ذلك ، هو استحواذ الفريق على جهاز يعرف باسم نظام الدقة الفائق البؤر بالليزر الذي تم تمويله من قبل مؤسسة Arthur M. and Kate E. Tode Research Endowment في العلوم البيولوجية البحرية في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو.

سمح هذا النظام للفريق بتصوير الغشاء المرجاني الذي يحيط بالطحالب بدقة تزيد عن ضعف دقة المجهر السابق للمختبر. يمكن للنظام الجديد عزل الميزات التي تفصل بينها 120 نانومتر فقط. أ على سبيل المقارنة ، يبلغ سمكها 90.000 نانومتر.

قال Tresguerres: “تظهر عقود من الدراسات أن المرجان يبدو أنه ينظم مقدار النيتروجين الذي يعطيه لطحالبه”. ولكن إذا تلقت الطحالب الكثير من النيتروجين ، فقد تنمو وتتكاثر بسرعة كبيرة ، مما يؤدي إلى تعطيل التعايش.

“تمامًا مثل البشر ، يمكن تتبع صحة المرجان وأمراضه إلى المستوى الخلوي. عندما تسير الأمور بشكل صحيح على المستوى الخلوي ، يزدهر المرجان. وعندما تسوء الأمور ، يؤدي ذلك عادةً إلى حدوث خلل أو مرض ، من المحتمل أن يشمل” التبييض “. ما نسميه واجهة التعايش قد يكون أهم واجهة ، أهم غشاء ، على الشعاب المرجانية بأكملها ، “قال تريسغيرس.

تشكل التكافل تفاعلات بيولوجية مهمة في العديد من الأنظمة الحية. على سبيل المثال ، البشر لديهم علاقة تكافلية مع البكتيريا التي تملأ السبيل الهضمي. لكن هناك فرق.

وقال تييس: “في البشر ، تعيش البكتيريا خارج خلايانا ؛ على سبيل المثال ، داخل الأمعاء وعلى الجلد. ولكن في الشعاب المرجانية ، تعيش هذه الطحالب داخل خلايا الحيوان المضيف نفسه”. “إنها مساحة ضيقة للغاية. إنها مثل وجود رفيق في الغرفة إلى الأبد وتأمل أن تكون رفيقًا جيدًا في السكن حقًا. تريد أن تجعل الجميع سعداء قدر الإمكان.”

يكشف التصوير المتقدم عن تفاصيل خلوية وجزيئية جديدة لعلاقة الطحالب المرجانية

إلى اليسار: صورة متحد البؤر فائقة الدقة لخلية مضيفة مرجانية وطحلبها التكافلي داخل الخلايا. على اليمين: عرض ثلاثي الأبعاد باستخدام برنامج Imaris الذي يسمح بتصور أفضل للأنماط الخلوية. الائتمان: معهد سكريبس لعلوم المحيطات في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو

للوهلة الأولى ، قد تبدو الشعاب المرجانية مثل الصخور الملونة التي تنبت القليل جدًا من الزوائد اللحمية. قال تييس: “هم ، في الواقع ، من بين أهم الحيوانات على وجه الأرض”. يعتمد ما يقرب من مليار شخص على النظم البيئية للشعاب المرجانية إما بشكل مباشر أو غير مباشر للحصول على طعامهم ، ومع ذلك لا يعرف العلماء سوى القليل جدًا عن كيفية عمل الشعاب المرجانية على المستوى الخلوي.

ال تقدم العلم حددت الدراسة آلية خلوية تتوسط توصيل النيتروجين إلى الطحالب التكافلية أثناء الظروف العادية. هذا اكتشاف مهم لأنه لفهم ما يحدث عندما تسوء عملية ما ، يحتاج العلماء أولاً إلى تحديد كيفية عملها في الشعاب المرجانية السليمة. ولكن كيف تتغير هذه العملية بسبب تغير المناخ أو التلوث؟

وقال تريسغيريس: “ربما في ظل ظروف معينة للتغير المناخي ، تتعطل هذه الآلية ويمكن أن تؤدي إلى التبييض لأن الطحالب لا تحتوي على ما يكفي أو تحتوي على الكثير من النيتروجين”. “هذا يفتح الباب لكثير من البحث ، سواء من قبلنا أو من قبل مختبرات أخرى.”

بدأ Thies ، الذي حصل على شهادته الجامعية في علم الأحياء البحرية من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو في عام 2017 ، العمل في هذا المشروع كطالب جامعي في مختبر Tresguerres. وقد واصل المشروع كزميل خريج NSF وزميل باحث دكتوراه في علم المحيطات في Scripps.

قال تييس: “الشعاب المرجانية ليست كائنات يسهل التعامل معها”. “تتطلب الشعاب المرجانية الكثير من العناية بأحواض الأسماك لأنها حيوانات تكافلية معقدة. في بعض الأحيان ، يصعب الحفاظ على السعادة.” لكن فريقًا من ستة طلاب جامعيين وخريجين من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو فعلوا ذلك بالضبط ، وحصلوا على تقدير في تقدم العلم ورقة لجهودهم.

على الرغم من أن مختبر Tresguerres يدرس العديد من الكائنات الحية المختلفة ، فإن ما يجده كائن حي غالبًا ما يظهر في كائن آخر بغض النظر عن مدى ارتباطه به. على الرغم من أن الشعاب المرجانية وأسماك القرش والطحالب قد تشترك في بعض من نفس الإنزيمات – بروتينات عالية التخصص – إلا أن كل كائن حي يستخدمها في استخدامات مختلفة. حتى نوعين منفصلين من الشعاب المرجانية يسكنان في نفس العمق قد يستخدمان تكيفات مختلفة تمامًا.

تعمل البروتينات والإنزيمات كوحدات بناء خلوية تقارن Tresguerres بآجر LEGO. في العديد من الإنزيمات تدعم التكافل. إنزيمات مماثلة في أوسيداكس الدودة التي تتغذى على جثث الحيتانو تساعد الدودة على أكل العظام. وفي القرش و الخياشيم اللادغةو تشارك إنزيمات مماثلة في الحفاظ على حموضة الدم ضمن مستويات صحية.

قال تريسغيرس: “أجد التطور رائعًا ، لا سيما على المستوى الخلوي”. “البروتينات هي نفسها ، لكنها بعد ذلك تشترك مع بروتينات أخرى أو تكون في أقسام خلوية مختلفة وتؤدي وظيفة مختلفة تمامًا.”

إلى جانب Thies and Tresguerres ، تضمن فريق البحث أليكس آر كويجادا-رودريغيز ، وهاونان زوياو ، والبروفيسور ديرك ويهراوتش من جامعة مانيتوبا ، كندا.


وجدت مضخة البروتون لتنظيم درجة الحموضة في الدم في الراي اللساع


معلومات اكثر:
Angus Thies وآخرون ، تقترح قناة Rhesus في الغشاء المتكافئ المرجاني آلية جديدة لتنظيم توصيل NH3 و CO2 إلى الطحالب المتعايشة ، تقدم العلم (2022). DOI: 10.1126 / sciadv.abm0303. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm0303

الاقتباس: يكشف التصوير المتقدم عن تفاصيل خلوية وجزيئية جديدة لعلاقة الطحالب المرجانية (2022 ، 11 مارس) تم استردادها في 11 مارس 2022 من https://phys.org/news/2022-03-advanced-imaging-reveals-cellular-molecular.html

هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. بصرف النظر عن أي تعامل عادل لغرض الدراسة أو البحث الخاص ، لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي. يتم توفير المحتوى لأغراض إعلامية فقط.

1 comment:

  1. thank you for nice information, finally found what am I looking for!!!
    visit our website : https://uhamka.ac.id/

    ReplyDelete

Powered by Blogger.

Search This Blog

Post Top Ad