ÚSTÍ N. L.: Expoziție de pictură corporală (februarie 2021)

scheletului

Scheletul de corali joacă un rol cheie în depozitarea dioxidului de carbon atmosferic. Studiile anterioare s-au concentrat asupra procesului prin care coralii adulți produc minerale care vindecă țesuturile existente pentru a forma un schelet, dar gradul exact în care coralii inițiază întregul proces de mineralizare rămâne un mister - până acum.

Pentru prima dată, cercetătorii au identificat un proces de mineralizare biologică care are loc la tinerii corali care se deplasează de pe platoul planctonic (scăldat) într-un stadiu „așezat”, în care formează un schelet de minerale care îi protejează colonia. Această descoperire este importantă pentru înțelegerea procesului de formare a recifelor de corali și protejarea vieții marine de daunele asupra mediului asociate încălzirii globale. De asemenea, are implicații pentru noile dezvoltări biotehnologice care utilizează extracții de corali pentru a regenera și reconstrui oasele umane.

Cercetarea a fost realizată de profesorul Gil Goobes de la Departamentul de chimie de la Universitatea Bar-Ilan, Dr. Tali Mass, Școala de Științe Medicale Leon H. Charney de la Universitatea din Haifa și Dr. Anat Akiva și Dr. Iddo Pinkas de la Weizman Institute of Science din Israel. Descoperirile lor au fost publicate recent în Nature Communications.

Coralii își încep viața ca un polip de plancton care plutește liber în mare. La un moment dat, polipul trece la stadiul „stabilit” în care începe formarea scheletului. Acesta este un proces în care polipul excretă carbonat de calciu foarte repede pentru a forma și a proteja o coloană de recif. Dezvoltarea corectă a polipilor într-un stadiu constant este crucială pentru dezvoltarea corectă a recifelor de corali.

În studiul actual, au investigat procesul biologic care are loc în timpul acestor două faze. În acest scop, pentru prima dată, au folosit o abordare multidisciplinară folosind microscopie electronică avansată, spectroscopie micro-Raman și metode spectroscopice de rezonanță magnetică nucleară (RMN) pentru a testa procesele interne asociate cu producția scheletală.

Cercetătorii au analizat expresia genelor atât în ​​stadii plutitoare, cât și în stadii constante și au văzut maturarea mineralelor. Prin analiza genică, au reușit să determine că au fost fabricate diferite proteine.

Au descoperit că genele specifice activează proteinele bogate în glutamat în prima fază de înot, dar odată ce polipul se instalează și începe rapid să secrete carbonat de calciu, diferite gene activează proteinele bogate în aspartat. „Folosind RMN, am arătat prezența proteinelor bogate în glutamat în materialul mineral carbonat de calciu și a proteinelor bogate în aspartat din coloana vertebrală a carbonului de calciu cristalin”, spune profesorul Goobes. "Cu alte cuvinte, am demonstrat o relație între informațiile genetice și activitatea de reglementare efectuată de proteine. Semnificația imediată a acestor descoperiri constă în înțelegerea procesului de formare a recifelor de corali și protejarea animalelor marine de daunele ecologice asociate schimbărilor climatice."

Cunoașterea exactă a proteinelor care sunt utilizate pentru a accelera creșterea mineralelor în corali este importantă pentru a înțelege ce accelerează creșterea osoasă la om, deoarece multe dintre proteinele scheletice ale coralului au o asemănare izbitoare cu proteinele osoase la om. Înțelegerea procesului biologic este, de asemenea, un pas important în imitarea și adaptarea acestuia la oameni în ceea ce privește tratarea fracturilor sau chiar în tratarea problemelor scheletice și spinale profunde. „În acest studiu, am aflat cum poate fi reglată creșterea osoasă, ceea ce va ajuta la dezvoltarea de noi tehnici biotehnologice pentru transplantul osos în corpul uman, deși departe de a înțelege mecanismul prin care oamenii formează scheletul, studiul actual este un pas important în identificarea genelor și proteinelor responsabile. pentru acest proces ", conchide Dr. Mass și profesorul Goobes.