Ақпарат

Биолюминесценция және фотоэлектр

Биолюминесценция және фотоэлектр


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Мен PV индустриясында жұмыс істеймін және жақында презентация кезінде сұрақ қойылды. Биолюминесценция белсенді емес уақытта PV массивін қуаттандыру үшін жеткілікті жарық бере ала ма? Мен PV бөлігін және фотоэлектрді қуаттандыру үшін қажет жарық спектрін түсінемін, бірақ мен Биолюминесценция ғылымының қалай жұмыс істейтінін немесе жарықтың қандай түрі шығарылатынын білмеймін. Менде бұл теориялық мүмкін болуы мүмкін деген күдік бар, бірақ тым көп шикізат қажет пе? Кез келген түсінік бағаланады.


Міне, осыған қатысты баяндама, мен оны егжей-тегжейлі оқымадым, бірақ мен оны қарап шықтым және олар өте жақсы жұмыс істеген сияқты және бірқатар негізгі тармақтарға назар аударыңыз, белгілі бір сәулелену спектрлері туралы сөйлесіңіз организмдер және т.б.Биолюминесценция – теңіз энергиясының көзі?

Қорытындыдан: «Биолюминесцентті түрлердің күн сәулесіне қатысты төмен жарық шығаруы биолюминесцентті жарықтың электр энергиясына айналуын автономды опция ретінде үнемді емес етуі мүмкін».

Мен олармен келісемін, осылайша энергия алуға болады. Мен сондай-ақ оның экономикалық жағынан да жақын емес екендігімен келісемін. Сіз сонша қадамда энергияны жоғалтасыз, жасушалар өсу үшін не жесе де, сізде химиялық энергия бар, содан кейін сол химиялық энергияның кішкене бөлігі жарық энергиясына айналады, бұл жарықтың көп бөлігі дұрыс емес бағытта атылады және жай ғана сіңеді. мәдениеттегі басқа заттар арқылы. Егер сіз қателерді қолданғыңыз келсе, микробтар электродқа отыратын, кейбір химиялық заттарды тотықтыратын және сол электронды алып, оны тікелей электродқа төгетін микробтық отын ұяшығы жақсы нұсқа болуы мүмкін. Бұл энергия өндіру технологияларына қатысты әлі де өте тиімсіз процесс, бірақ кем дегенде, ол химиялық энергияны жарық энергиясына, содан кейін қайтадан электр энергиясына айналдыруға байланысты қалдықтарды өткізіп жібереді.


Photorhabdus luminescens luxCDABE белгісімен хромосомалық түрде белгіленген Pseudomonas syringae өсімдіктеріндегі өсудің жоғары өткізу қабілеттілігінің сандық люминесценция талдауы.

Arabidopsis thaliana қоздырғыштарының биолюминесцентті штамдары Pseudomonas syringae pathovar (pv.) қызанақ және pv. maculicola конститутивтік промотордың бақылауымен P. syringae хромосомасына Photorhabdus luminescens luxCDABE оперонын енгізу арқылы жасалды. luxCDABE тұрақты интеграциясы бактериялардың жарамдылығына, өсімдіктердің өсуіне немесе аурудың нәтижесіне әсер еткен жоқ. Люминесценция дәл және сенімді түрде жұқтырған арабидопсис жапырақтарындағы бактериялардың өсуін уақыт өте келе бекітілген егумен және бір уақыт нүктесінде тексерілген әртүрлі егумен бірге хабарлады. Сонымен қатар, биолюминесценция талдауы стандартты пластина талдауымен салыстырылатын дәлдікпен әртүрлі өсімдік генотиптері арасындағы бактерия өсіміндегі шағын (1,3 есе) айырмашылықты анықтай алады. luxCDABE-белгіленген P. syringae люминесценциясы жұқтырылған тіндерден алынған үлгілердің пластиналық культурасында колония түзу арқылы бактериялардың өсуінің стандартты талдауларына қатысатын тіндерді экстракциялаусыз, сериялық сұйылтусыз, қаптаусыз және қолмен бағалаусыз бактериялардың өсуін жылдам және ыңғайлы сандық анықтауға мүмкіндік береді. Биолюминесценция талдауының пайдалылығы әмбебап вирулентті P. syringae pv өсуінің 500 есе өзгеруін зерттеу арқылы көрсетілді. maculicola ES4326 100-ден астам Arabidopsis экотиптерінің арасында және P. syringae pv-ге базальды төзімділік дисперсиясының сәйкесінше 48% және 16% құрайтын екі сандық белгі локустарын анықтау. Col-0 x Fl-1 F(2) популяциясында қызанақ DC3000. luxCDABE белгісімен хромосомалық түрде белгіленген бактериялардың люминесценция талдауы генге-генге, базальды және жүре пайда болған ауруға төзімділік пен өсімдіктердің бактериялық қоздырғыштармен өзара әрекеттесуінің басқа аспектілеріндегі сандық айырмашылықтардың генетикалық диссекциясын айтарлықтай жеңілдетуі керек, бұл жоғары өнімді талдауларды немесе ауқымды сандық скринингті қажет етеді.


Теңіздегі жарық сәулелену ғажайыптары және соңғы жаңа биотехнологиядағы биолюминесценцияның басты қолданбалары

Биолюминесценция деп белгілі бір биохимиялық реакция нәтижесінде тірі организмнің жарық шығаруын айтады. Ағзалардың бұл қызықты ерекшелігі мінез-құлық пен экожүйе динамикасына қатты әсер етуі мүмкін. Көбінесе теңіз түрлерінде байқалатын люминесценция, әдетте, түбінде немесе таяз организмдерге қарағанда тереңде өмір сүретін тұқымдастарда жоғары. Дегенмен, құрлықта өмір сүретін тіршілік иелерінің арасында оттықтар, қоңыздар, серіппелер және саңырауқұлақтар кейбір биолюминесценттік әрекеттерді көрсетті. Классикалық түрде жарық шығару субстраттан люцифераза арқылы катализденеді. Бір қызығы, жарық шығаратын организмдер жердегі орталарға қарағанда теңізде көбірек және кең таралған. Биолюминесцентті реакцияларды түсінуден алынған жаңа құралдар заманауи биотехнология мен биохимиялық инженерияда сансыз құнды қолданбаларға әкелді. Мұнда молекулярлық биологиядағы, биолюминесцентті биоталдаулардағы және бейнелеудегі заманауи биолюминесцентті құралдардың соңғы жетістіктері мен жаңа ашылымдарынан кейін теңіз ағзасындағы биолюминесценцияның бактериялардан балықтарға дейінгі кейбір негізгі қасиеттерін қарастырамыз. Шолу биолюминесценцияның қол жетімді және кең биотехнологиялық құралдары оның жоғары анықтау мүмкіндігін, жоғары сезімталдығын, төмен уытты және кванттық тиімділігін көрсетті, олар әртүрлі салаларда көптеген биологиялық функциялардың репортері ретінде кеңінен қолданылады, мысалы, бактериялық патогендерді зерттеу, экотоксикология, тағамдық уыттылық, қызығушылық тудыратын жасушаларды in vivo, ақуыз-белок өзара әрекеттесуін, ген экспрессиясын және циркадиялық ырғақтарды қадағалау. Жақында люминесцентті репортерлерді ойлап табу арқылы қосымша репортер қосымшаларын дамытудың болашақ мүмкіндіктері перспективалы болып табылады.


Аренс, Г.: Untersuchungen am Leuchtorgan фон Leiognathus klunzingeri (Штайндахнер). З.Висс. Зоол. 173, 90–113 (1965)

Али, М.А.: Les reponses rétinomotrices: caractères et mécanisms. Vision Res. 11, 1225–1288 (1971)

Бассо, Дж.-М.: Les organes lumineux à bactéries symbiotiques de quelques téléostéens leiognathides. Archs Zool. Exp. ген. 116, 359–373 (1975)

Boisvert, H., R. Chatelain et J.-M. Бассот: Étude d'un Фотобактерия isolé de l'organe lumineux des poissons Leiognathidae. Annls Inst Pasteur, Париж 112, 520–524 (1967)

Brauer, A.: Die Tiefseefische. Висс Эргебн. дт. Tiefsee-Exped. Вальдивия (II. Anatomischer Teil) 15 (2), 1–266 (1908)

Ханеда, Ю.: Тынық мұхитының тропикалық Leiognathidae тұқымдасына жататын балықтардың люминесценциясы туралы. Палао тропы. биол. Stn Stud. 2, 29–39 (1940)

Ханеда, Ю.: Жанама түрде жарық шығаратын балықтардың жарық мүшелері. Тынық мұхиты. Ғылым. 4, 214–277 (1950)

Ханеда, Ю.: Жарқыраған апогонидті балыққа бақылаулар, Siphamia versicolor, және сол тектес басқаларында. Ғылым. Йокосука Си Мус. 11, 1–12 (1965)

Ханеда, Ю.: Австралиялық қарағай конусы балықтарының жарқыраған органында, Cleidopus gloria-maris Де Вис. жылы: Биолюминесценция орындалуда, 547–555 беттер. Ред. Ф.Х.Джонсон және Ю.Ханеда. Принстон: Принстон университетінің баспасы 1966 ж

Ханеда, Ю және Ф.И. Цудзи: Пони балықтарының люминесценттік жүйелері. Дж. Морф. 150, 539–552 (1976)

Ханеда, Ю., Ф.И. Цудзи және Н.Сугияма: Филиппиндік апогонидті балықтардағы люминесценттік жүйелер. Ғылым, Н.Ю. 165, 188–190 (1969a)

Ханеда, Ю., Ф.И. Цудзи және Н.Сугияма: Филиппиндік апогонидті балықтарда жаңадан байқалған люминесценция. Ғылым. Йокосука Си Мус. 15, 1–9 (1969b)

Хармс, Дж. В.: Бау и Энтвиклунг лехторганстың өз бетінше Экула спец. (Teleost). З.Висс. Зоол. 131, 157–179 (1928)

Хастингс, Дж. В.: Жасыру үшін жарық: силуэтті камуфляждау үшін вентральды люминесценция. Ғылым, Н. 173, 1016–1017 (1971)

Хастингс, Дж. В. және Г. Митчелл: Пони балықтарының жеңіл органынан алынған эндосимбиотикалық биолюминесцентті бактериялар. Биол. Бұқа. мар биол. Зертхана, Вудс Хоул 141, 261–268 (1971)

Майшабақ, П.Дж. және Дж.Г. Морин: Балықтардағы биолюминесценция. жылы: Биолюминесценция әрекетте, 273–330 беттер. Ред. P. J. Herring жазған. Лондон: Академиялық баспасөз 1978 ж

Джеймс, P. S. B. R.: Leiognathidae тұқымдасының балықтарына жүйелі шолу. Ж. мар. биол. Асс. Үндістан 17, 138–172 (1975)

Джаябалан, Н.: Күміс қарындар (Pisces: Leiognathidae) және олармен байланысты Порто-Ново суларының биолюминесцентті бактериялары туралы зерттеулер, 243 б. Ph.D. диссертация, Аннамалай университеті, Үндістан 1980 ж

Кабасава, Х.: Жарық шығаратын балықтардың жарық қарқындылығына әсер ететін кейбір факторлар, Monocentris japonicus. А. Реп. Кейкю Абурацубо мар. Аквариум саябағы. 10, 41–47 (1979)

Кюльморген-Хилле, Г.: Таиланд шығанағындағы Leiognathidae балық тұқымдасына арналған суреттелген өріс кілті. Үлес қосу. мар. Балық. Зертхана. Бангкок 12, 1–7 (1968)

Kühlmorgen-Hille, G.: Leiognathidae. Балық шаруашылығы мақсатындағы ФАО түрлерін сәйкестендіру парақтары, Шығыс Үнді мұхиты (Балық аулау аймағы 57) және Батыс Орталық Тынық мұхиты (Балық аулау аймағы 71), Т. 2. Ред. В.Фишер және П.Дж.П.Уайтхед. Рим: Біріккен Ұлттар Ұйымының Азық-түлік және ауыл шаруашылығы ұйымы 1974 ж

Мангалик, А.: Лейогнатидтердің екі түрінің қоректену және қоректену тәртібі, L. splendens (Cuv.) және Газза минуттары (Bleeker), 30 б. Диссертация, Индонезияның Богор ауылшаруашылық институты 1966 ж.

McCosker, J. E.: ашылуы Криптофанарон альфреди (Балықтар: Anomalopidae) Сан-Сальвадорда, Багам аралдарында, аномалопидті жарық мүшелері туралы жазбалары бар. Ревта Биол троп. 30, 97–99 (1982)

McFall-Ngai, M. J.: Телеостты газ көпіршігі үшін жаңа функция: лейогнатхид жарық органындағы биолюминесцентті бактериялар үшін оттегінің көзі, б. 31. Сан Луис Обиспо, Калифорния: Батыс табиғат зерттеушілер қоғамы 1981. (Абстр. 62-ші а. Кездесу)

Морин, Дж.Г., А.Харрингтон, К.Нилсон, Н.Кригер, Т.О.Болдуин және Дж.В.Хастингс: Барлық себептерге байланысты жарық: фонарь балықтарының мінез-құлық репертуарындағы әмбебаптығы. Ғылым, Н.Ю. 190, 74–76 (1975)

Морин, Дж. Г.: Таяз тропикалық теңіз балықтарындағы биолюминесценттік үлгілер. Прок. 4-ші инт. Симп. маржан рифтері (Баспасөзде). (Ред. Э. Гомес. Манила Филиппин: Филиппин университеті)

Munro, I. S. R.: Жаңа Гвинеяның балықтары, 651 б. Порт-Морсби, Жаңа Гвинея: Ауыл шаруашылығы, қор және балық шаруашылығы департаменті 1967 ж.

Nealson, K. H. and J. W. Hastings: Бактериялық биолюминесценция: оның бақылауы және экологиялық маңызы. Микробиол. Аян. 43, 496–518 (1979)

Паули, Д.: Leiognathidae (teleosts): олардың биологиясы туралы жазбалары бар Индонезиядағы балық шаруашылығы және балық шаруашылығы Leiognathus splendens. жылы: Кейбір тропикалық таяз су қауымдастықтарының экологиясы және менеджменті, б. 17 (Реферат). Джакарта: Индонезия ғылым институты 1976. (Симпозиум материалдары)

Пакстон, Дж.Р.: Австралиялық моноцентридті балықтардағы биолюминесценция, Cleidopus gloria-maris. жылы: Оңтүстік Тынық мұхитының океанографиясы, Ed. Р. Фрейзер. Веллингтон: Жаңа Зеландия ұлттық комиссиясы (ЮНЕСКО) 1973 ж

Рау, Н. және А. Рау: Орталық Филиппиннің коммерциялық балықтары, 623 б. Esehborn: Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit 1980 ж.

Reichelt, J. L., K. Nealson және J. W. Hastings: симбиоздың ерекшелігі: пони балықтары және люминесцентті бактериялар. Archs Microbiol. 112, 157–161 (1977)

Розенблатт, Р.Х. және В.Л. Монтгомери: Kryptophanaron harvevi, шығыс тропиктік Тынық мұхитындағы жаңа аномалопидті балық және Anomalopidae эволюциясы. Copeia 1976, 510–515 (1976)

Tham, A. K.: Сингапур бұғаздарының балықтарының қоректену және қоректену қатынастары. Fishery Publs колон. Өшірулі. 1, 1–35 (1950)

Там, А.К.: Столефор Оңтүстік Қытай теңізіндегі ресурстар. Прок. Үнді-Тынық мұхиты. Балық. Сан. 15, 182–191 (1974)

Уотсон, М., Э.Л. Турстон және Дж.А.С. Николь: Жарық органындағы рефлекторлар. Аномалоптар (Anomalopidae, Teleostei). Прок. R. Soc. (сер. В) 202, 339–351 (1978)

Винтерботтом, Р.: телеостейдің жолақты бұлшықеттерінің сипаттамалық синонимиясы. Прок. Акад. нат. Ғылым. Филад. 125, 225–317 (1974)


Photobacterium leiognathi симбиотикалық популяцияларындағы геномдық полиморфизм

Photobacterium leiognathi лейогнатид балықтарымен биолюминесцентті симбиозды құрайды, балықтың ішкі жарық мүшесін колонизациялайды және оның иесін биолюминесценция дисплейлерінде қолданылатын жарықпен қамтамасыз етеді. Балықтың әртүрлі түрлерімен симбиотикалық штаммдар симбиозда және мәдениетте айтарлықтай фенотиптік айырмашылықтарды көрсетеді, соның ішінде 2-D PAGE ақуыз үлгілеріндегі және жергілікті плазмидалардың профильдеріндегі айырмашылықтар. Мұндай айырмашылықтардың генетикалық негізделген симбионт-штамм/хост-түр ерекшелігін көрсетуі мүмкін екенін анықтау үшін біз PFGE көмегімен лейогнатхид балықтарынан P. leiognathi штамдарының геномдарын профильдедік. Лейогнатхид балықтардың 10 түрінен алынған жеке штаммдар елеулі геномдық полиморфизмді көрсетті, штаммдар арасында айқын ұқсастық болмағанымен, бұл штаммдар 16S рДНҚ реттілігін талдау арқылы P. leiognathi ретінде анықталды. Жеке хост үлгілерінен бірнеше штаммдарды профильдеу симбионт популяцияларының олигоклональды құрылымын анықтады, әдетте әрбір популяцияда бір немесе екі геномотип басым. Дегенмен, бірдей штамм түрлерінің иесі түрді дәйекті түрде колонизациялайтынын анықтау үшін бір хост түрінің бірнеше үлгілерінен алынған бірнеше штаммдарды талдау айтарлықтай гетерогенділігін көрсетті, бір геномотип бір иесінің әртүрлі үлгілерінің симбионт популяцияларында сирек байқалады. түрлері. Симбиозды бастау үшін лейогнатидтің жарық органының колонизациясы олиогоклональды болуы мүмкін және P. leiognathi/leiognathid балық симбиозының ерекшелігі жеке, геномотиптік түрде анықталған штамм түрлері деңгейінде емес, бактериялық түр деңгейінде сақталады.


Кіріспе

Биолюминесценция, тірі организмнен жарық шығару және шығару - бұл өмір ағашындағы метазоандардың 700-ден астам тұқымында құжатталған, басым көпшілігі мұхитта өмір сүретін қызықты құбылыс [1-3]. Омыртқалы жануарлардың ішінде биолюминесценция шеміршекті (Chondrichthyes) [1–4] және сәулелі қанатты балықтарда (Actinopterygii) [1–3] дамыды және ол ешбір желбезек қанатты балықтарда немесе төртаяқтыларда (Sarcopterygii) байқалмайды. Алдыңғы зерттеулер [1-2] теңіз балықтарының 11 отрядында биолюминесценцияны анықтады, дегенмен балықтардың филогениясы мен классификациясы осы алдыңғы зерттеулерден кейін айтарлықтай өзгерді және осы бұрынғы зерттеулердің авторлары бұл құбылысты филогенетикалық шеңберде зерттемеген, биолюминесценцияның тәуелсіз эволюциялық оқиғаларын анықтау немесе биолюминесценцияның макроэволюциялық заңдылықтарын зерттеу. Биолюминесценцияның кең көлемдегі зерттеулері әдетте балықтарды өмір ағашында құжатталған биолюминесценцияның 40 тәуелсіз жоғары деңгейлі эволюциялық оқиғаларының арасында бір эволюциялық оқиға ретінде санайды [2-3], сондықтан биолюминесцентті сәулелі балықтарды мақсатты түрде зерттеу өте маңызды. биолюминесцентті балық тұқымдастарының саны мен сәйкестігін анықтау.

Биолюминесценция тірі организмдерде субстрат (люциферин) мен фермент (люцифераза) арасындағы химиялық реакциядан кейін пайда болады, нәтижесінде көрінетін фотон пайда болады [2-3]. Балықтар арасында биолюминесценция өз бетінше (мысалы, айдаһар балықтары мен фотофоралар) [1–3, 5] немесе бактериялық симбиоз арқылы (мысалы, лейогнатхид [понифиш] өңеш дорбалары, аномалопидтер [жарық балықтары] субокулярлық органдар) [6–7] түзіледі. . Биолюминесценцияның функциялары әртүрлі және қызықты, олар анатомиялық күрделі түрлерге тән люминесценттік құрылымдардан биолюминесценттік жүйелердің биохимиясындағы вариацияға дейін ауытқитын керемет морфологиялық маманданулармен сипатталады [1-13]. Сәулелі қанатты балықтарда биолюминесцентті құрылымдар камуфляж, қорғаныс, жыртқыштық және байланыс үшін әртүрлі қолданылады [1–4, 7–11].

Мұнда біз филогенетикалық контексте сәулелі қанатты балықтар арасындағы биолюминесценцияның эволюциясы мен таралуының бірінші зерттеуін ұсынамыз. Соңғы жұмыстар биолюминесценция хондррихтиандардың (мысалы, Etmopteridae және Dalatiidae) ішінде бір немесе екі рет дамығанын көрсетеді [4, 14], дегенмен бұл құбылыс анатомиялық тұрғыдан өзгермелі және күрделі және сәулелі қанатты балықтарда әлдеқайда кең таралған [1-13] . Бұл зерттеудегі біздің мақсаттарымыз сәулелі қанатты балықтардағы биолюминесценцияның тәуелсіз эволюциялық шығу тегінің санын анықтау, осы жиынтықтағы құбылыстың жасын анықтау және биолюминесценттік тектердегі әртараптандыру заңдылықтарын зерттеу болды. Алдыңғы зерттеулер биолюминесценцияның теңіз ортасындағы әртараптандыруда рөл атқаруы мүмкін екенін болжады, әсіресе терең теңіз тұқымдастарында, әсіресе байланыс үшін биолюминесценцияны пайдаланады деп болжанатын таксондар арасында [8]. Әрі қарай біз болашаққа жол картасын жасау үшін көбеюге айқын физикалық кедергілер аз және таяз суда мекендейтін терең теңізде де мекендейтін таксондар үшін олардың жасын ескере отырып, сәулелі қанатты балықтардың кез келген биолюминесценттік тұқымдарының ерекше түрге байлығы бар-жоғын зерттейміз. макроэволюциялық жұмыс.


Анықтамалар

Alfaro ME, Santini F, Brock C, Alamillo H, Dornburg A, Rabosky DL, Carnevale G, Harmon LJ (2009) Тоғыз ерекше сәулелену және жоғары айналым жақ сүйекті омыртқалылардың түрлердің әртүрлілігін түсіндіреді. Proc Natl Acad Sci 106(32):13410–13414. doi: 10.1073/pnas.0811087106

Болин RL (1939) Америка Құрама Штаттарының Тынық мұхиты жағалауындағы және Төменгі Калифорниядағы миктофид балықтарына шолу. Стэнф Ихтиол Бұқа 1:89–156

Болин RL (1959) Иниоми. «Майкл Сарс» Солтүстік Атлантикалық терең теңіз экспедициясының Myctophidae 1910. Rep Sci Res «Michael Sars» терең теңіз экспедициясы 4(7):1–45

Брэнхэм М.А., Гринфилд MD (1996) Жарқыраған еркектер жұбайының табысын жеңеді. Табиғат 381:745–746. doi: 10.1038/381745b0

Busserolles F, Fitzpatrick JL, Paxton JR, Marshall NJ, Collin SP (2013) Терең теңіз шамдарындағы (Myctophidae) көз өлшемінің өзгергіштігі: экологиялық және филогенетикалық зерттеу. PLoS ONE 8: e58519

Chakrabarty P, Davis MP, Smith WL, Baldwin Z, Sparks JS (2011) Биолюминесцентті пони балықтардың (Teleostei: Leiognathidae) әртараптандырылуын жыныстық іріктеу жүргізе ме? Mol Ecol 20(13):2818–2834

Davis MP, Fielitz C (2010) кесіртке балықтарының және олардың одақтастарының (Euteleostei: Aulopiformes) дивергенция уақытын және терең теңізге бейімделу уақытын бағалау. Mol Phylogenet Evol 57:1194–1208. doi:10.1016/j.ympev.2010.09.003

Дуглас RH, Partridge JC (1997) Терең теңіз балықтарының көрнекі пигменттері туралы. J Fish Biol 50:68–75

Дуглас RH, Partridge JC, Dulai K, Hunt D, Mullineaux CW, Tauber AY, Hynninen PH (1998) Айдаһар балықтары хлорофиллді пайдаланады. Табиғат 393:423–424. doi: 10.1038/30871

Дуглас РХ, Боумейкер Дж.К., Mullineaux CW (2002) Терең теңіздегі сенсорлық қарулану жарысының қызыл-қызыл биолюминесценциясының дәлелі жоқ миктопидті балықтардағы мүмкін торлы ұзын толқынды анықтау жүйесі. In: Stanley PE, Kricka LJ (eds) Биолюминесценция және хемилюминесценция, прогресс және ағымдағы қолданбалар. World Scientific, Нью-Джерси, 391–394 беттер

Дуглас Р.Х., Хант ДМ, Боумейкер Дж.К. (2003) Теңіз тереңіндегі спектрлік сезімталдықты баптау. In: Colin SP, Marshall NP (eds) Су ортасындағы сенсорлық өңдеу. Springer, Нью-Йорк, 323–342 беттер

Drummond AJ, Rambaut A (2007) BEAST: ағаштарды іріктеу арқылы Байездік эволюциялық талдау. BMC Evol Biol 7:214. doi: 10.1186/1471-2148-7-214

Dunlap PV, Ast JC, Kimura S, Fukui A, Yoshino T, Endo H (2007) Биолюминесцентті симбиоздардағы хост-симбионт ерекшелігі мен кодивергенцияның филогенетикалық талдауы. Кладистика 23:507–532. doi:10.1111/j.1096-0031.2007.00157.x

Eschmeyer WN (2013) Балықтар каталогы. Калифорния ғылым академиясы. http://research.calacademy.org/research/ichthyology/catalog/fishcatmain.asp). Электронды нұсқасы

Fraser-Brunner A (1949) Myctophidae тұқымдасының балықтарының классификациясы. Proc Zool Soc Lond 118(4):1019–1106

Goody PC (1969) Миктофоидтарға ерекше сілтеме жасай отырып, кейбір жоғарғы бор телеосттарының қатынастары. Bull Br Mus Nat Hist Geo 7:1–253

Greig EI, Webster MS (2014) Жаңа сигналдар қалай пайда болады? Ертегі жырларының жыртқыштан дисплей контекстіне дейінгі эволюциясы. Анимдік мінез-құлық 88:57–65

Haddock SHD, Moline MA, Case JF (2010) Теңіздегі биолюминесценция. Annu Rev Mar Sci 2:443–493. doi:10.1146/annurev-marine-120308-081028

Harmon LJ, Weir JT, Brock CD, Glor RE, Challenger W (2008) GEIGER: эволюциялық сәулелерді зерттеу. Биоинформатика 24:129–131. doi:10.1093/биоинформатика/btm538

Hastings JW (1971) Жасыру үшін жарық: силуэтті камуфляждау үшін вентральды люминесценция. Ғылым 173:1016–1017. doi:10.1126/science.173.4001.1016)

Herring PJ (1987) Биолюминесценцияның тірі ағзалардағы жүйелі таралуы. J Биолюмин Хемилюминий 1:147–163. doi: 10.1002/bio.1170010303

Herring PJ (2007) Шам жанып тұрғанда жыныстық қатынас? Теңіздегі биолюминесценттік жыныстық диморфизмге шолу. J Ma Biol Assoc UK 87:829–842. doi: 10.1017/S0025315407056433

Katoh K, Misawa K, Kuma K, Miyata T (2002) MAFFT: жылдам Фурье түрлендіруіне негізделген бірнеше ретті жылдам туралаудың жаңа әдісі. Nucl Acids Res 30:3059–3066. doi: 10.1093/nar/gkf436

Kronstrom J, Mallefet J (2010) Биолюминесцентті балықтардағы фотогенезді бақылауға NO-ның кеңінен қатысуының дәлелі. Acta Zool 91:474–483. doi: 10.1111/j.1463-6395.2009.00438.x

Maddison WP, Maddison DR (2002) Mesquite: эволюциялық талдауға арналған модульдік жүйе. 2.7 нұсқасы http://mesquiteproject.org

Magallón S, Sanderson MJ (2001) Ангиосперм қабаттарындағы абсолютті әртараптандыру жылдамдығы. Эволюция 55:1762–1780. doi:10.1111/j.0014-3820.2001.tb00826.x

Nafpaktitis BG (1968) Фонарлы балықтар тұқымдасы Лобианхия және Диафус Солтүстік Атлантикада. Дана Репт 73:1–131

Near TJ, Eytan RI, Dornburg A, Kuhn KL, Moore JA, Davis MP, Wainwright PC, Friedman M, Smith WL (2012) Resolution of ray-finned балық филогенезі және әртараптандыру мерзімі. Proc Natl Acad Sci 109(34):13698–13703. doi: 10.1073/pnas.1206625109

Палумби СР (1994) Генетикалық дивергенция, репродуктивті оқшаулану және теңіз спецификасы. Ecol Syst 24:547–572 Анну Рев. doi:10.1146/annurev.es.25.110194.002555

Parr AE (1928) Багама және Бермуд аралдарының айналасындағы судан шыққан Иниоми отрядының терең теңіз балықтары, әлемнің Sudidae, Myctophidae, Scopelarchidae, Evermannellidae, Omosudidae, Cetomimidae және Rondeletiidae үшін түсіндірме кілттері бар. Bull Bingham Oceanogr Coll 3(3):1–193

Пакстон Дж.Р. (1972) Фонарлы балықтардың остеологиясы және қарым-қатынастары (Myctophidae тұқымдасы). Bull Nat Hist Mus LA 13:1–78

Posada D (2008) jModelTest: филогенетикалық модельді орташалау. Mol Biol Evol 25:1253–1256. doi: 10.1093/molbev/msn083

Ray DL (1950) Перифериялық жүйке жүйесі Lampanyctus leucopsaurus. Дж Морфол 87:61–178

Remane A (1971) Die grundlagen des naturlichen systems der vergleichenen anaotomie udn der phylogenetic, 2nd edn. Конигштейн-Яунус, Коэлц

Rohlf FJ (2010a) tpsDIG. Стони Бруктағы Нью-Йорк мемлекеттік университетінің экология және эволюция кафедрасы. 2.16 нұсқасы http://life.bio.sunysb.edu/morph

Rohlf FJ (2010b) tpsRelw. Стони Бруктағы Нью-Йорк мемлекеттік университетінің экология және эволюция кафедрасы. 1.49 нұсқасы http://life.bio.sunysb.edu/ morph

Rohlf FJ, Slice DE (1990) Белгілердің оңтайлы қабаттасуы үшін procrustes әдісінің кеңейтімдері. Syst Zool 39:40–59. doi: 10.2307/2992207

Розен Д.Е. (1973) Эвтелеосталық балықтардың өзара байланысы. Ин: Greenwood PH, Miles S, Patterson C (eds) Балықтардың өзара байланыстары. Academic Press, Нью-Йорк, 397–513 беттер

Sparks JS, Dunlap PV, Smith WL (2005) Пони балықтардағы (Teleostei: Leiognathidae) жыныстық диморфты люминесцентті жүйенің эволюциясы және диверсификациясы, оның ішінде екі жаңа тұқымның диагностикасы. Кладистика 21:305–327. doi:10.1111/j.1096-0031.2005.00067.x

Саттон Т.Т., Хартел KE (2004) Батыс Солтүстік Атлантикадан шыққан Eustomias (Teleostei: Stomiidae) жаңа түрлері, Neostomias кіші текті қайта қараумен. Copeia 1:116–121

Саттон ТТ, Вибе PH, Мадин Л, Баклин А (2010) Саргассо теңізіндегі 5000 м тереңдікке дейінгі пелагикалық балықтардың әртүрлілігі мен қауымдық құрылымы. Deep-Sea Res II 57:2220–2233. doi:10.1016/j.dsr2.2010.09.024

Tåning AV (1918) Жерорта теңізі Scopelidae (Савр, Авлоп, Хлорофтальм, және Миктопум). Rept Дания мұхиты экспедициясы 1908–1910 2(A7):1–154

Тернер Дж.Р., Уайт Е.М., Коллинз М.А., Партридж Дж.К., Дуглас Р.Х. (2009) Фонарлы балықтардағы көру (Myctophidae): терең теңіздегі биолюминесценцияны көруге бейімделулер. Терең теңізді зерттеу I 56:1003–1017

Widder EA (2010) Мұхиттағы биолюминесценция: биологиялық, химиялық және экологиялық әртүрліліктің бастаулары. Ғылым 328:704–708. doi:10.1126/science.1174269


Аннотация

Фриксотрикс теміржол құрттары дененің бойындағы 11 жұп бүйірлік шамдар арқылы сары-жасыл жарық, ал екі цефаликалық фонарь арқылы қызыл жарық шығарады. Люциферазаның бүйірлік шамдары үшін cDNAs Фриксотриксvivianiiжасыл жарық шығаратын (λмакс= 542 нм) және бас фонарлары үшін П. хиртус, олар ең қызылға ығысқан биолюминесценцияны (λмакс= 628 нм) люминесцентті қоңыздар арасында клондалған. Жасыл түсті шығаратын оң клондар (PvGR: λмакс= 549 нм) және қызыл (PhRE: λмакс= 622 нм) биолюминесценция бөлінді. Pv арқылы кодталған люциферазаларGR (545 амин қышқылы қалдықтары) және PhRE (546 аминқышқылының қалдығы) cDNA-лар 71% сәйкестікті бөліседі. PvGR және PhRE люциферазалар сәйкесінше 50−55% және 46−49% отты люциферазалармен және 47−49% клик люциферазаларымен сәйкестікті көрсетті. PhRE люциферазаның басқа қоңыз люциферазаларындағы инвариантты қалдықтарды алмастыратын кейбір бірегей қалдықтары бар. Қосымша қалдық Arg 352 PhRE, ол Pv ішінде жойыладыGR полипептид, қызыл жарық өндірісімен байланысты тағы бір маңызды құрылымдық ерекшелігі болып көрінеді. Зерттелетін басқа теміржол құрттары мен клик қоңызы люциферазаларындағыдай, Фриксотрикс люциферазалар рН төмендеген кезде отты люциферазалар тудыратын әдеттегі қызыл ығысудан өтпейді, бұл қасиет теміржол құрттары мен қоңыздар люциферазалары арасында ортақ ортақ көптеген аминқышқылдарының қалдықтарымен байланысты болуы мүмкін.

Бұл жұмысқа Жапония ғылымды алға жылжыту қоғамы (JSPS) және Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) қолдау көрсетті.

Pv кДНҚ тізбегіGR және PhRE NCBI гендік банкіне депозитке салынды және олардың кіру нөмірлері сәйкесінше AF139644 және AF139645.

Кімге хат алмасу керек.

Ағымдағы мекен-жайы: Жасуша және молекулалық биология, Гарвард университеті, Divinity Avenue 16, Cambridge-MA 02138-2020. Тел: 617 495-3716. Факс: 617-495-9300. Электрондық пошта: [электрондық пошта қорғалған]


Талқылау

PmMDV – жаңадан табылған пенейд асшаяндарының қоздырғышы, P. монодон, басқа мүшелерімен SF3 геликаза доменінде ғана маңызды аминқышқылдарының тізбегі сәйкестігі бар Parvoviridae. Оның Т-тәрізді қайталама құрылымдармен қоршалған қысқа ssDNA геномы және оның T = 1 икосаэдрлік капсид симметриясы отбасы мүшелерінің сипаттамалары болып табылады. Parvoviridae. Осы уақытқа дейін екі PV тұқымының мүшелері бір хосттан оқшауланған болса да, пенстиль- немесе гепанхамапарвовирустар да PmMDV-мен тығыз байланысты емес. Демек, PmMDV жаңа тұқымға тағайындалатын пенейд асшаяндарын жұқтыратын үшінші парвовирустық текті вирусты білдіреді.

қосалқы отбасы Hamaparvovirinae екеуіне де тағайындалмайтын барлық PV-ларды қамту үшін жасалған Densovirinae немесе Parvovirinae сенімді (43). Ал, текті Пенстиль-, Бреви-, тарау-, және Ихтамапарвовирус монофилиялық болып көрінеді, PmMDV сплиттерін енгізу Hamaparvovirinae екі қатарға. Бұл PmMDV белгіленген қосалқы отбасыларға тағайындалмауы керектігін көрсетеді және оның жіктелуі Парвовирусты зерттеу тобына (1) Халықаралық вирустар таксономиясы комитетіне ұсынылатын жаңа топшаны талап етеді. Барлық мүшелері болса да Parvovirinae және Densovirinae субфамилияларда гомологтық құрылымдық белоктар бар, VP тізбегінің ұқсастығы жоқ ұрпақтардың көп саны Hamaparvovirinae ал төртінші класта тек бір-бірінен алыс туысқан субфамилия деңгейіндегі бірнеше тектердің болуын болжауға болады. Бұл PV-лардың көпшілігі судан шыққандықтан, бұл орта басқа вирустық көздерден VP-кодтау гендерін алуды жеңілдетуі мүмкін. CRESS ДНҚ вирустары мен ssRNA(+) вирустары арасындағы химеризм бірнеше рет байқалған (44, 45). Басқа декаподты шаян тәрізділерде PmMDV VP гомологтық транскриптінің табылуы, P. trituberculatus, және амфиподаның эндогендік элементі, Malacostraca дің тобы, PmMDV бірінші өкілі болып табылатын тегі, ең алуан шаян тәрізділер класын, Malacostraca-ны қамтитын кең хост спектріне ие болуы мүмкін деп болжады.

Гомологиялық модельдеу нысанасын таңдау инфекциялық панкреатикалық некроз вирусының VP2, қос тізбекті РНҚ (dsRNA) вирусы және PmMDV ORF4 арасындағы құрылымдық ұқсастықты ұсынды. Бұрынғы құрылымдық зерттеулер жетілген dsRNA вирусы капсидінің (отбасылар) құрылымы арасындағы жетіспейтін эволюциялық байланысты қамтамасыз ету үшін басқа бірнавирусты, жұқпалы бурсальды ауру вирусын анықтады. Reoviridae және Birnaviridae) және икосаэдрлік оң тізбекті ssRNA вирустарының белгілі бір тұқымдастары, мысалы Nodaviridae және Tetraviridae (46). Өзінің негізгі элементі ретінде желелік қатпарды қамтитын бұл тұқымдастардың VP2-і T = 1 икосаэдрлік симметриялы жетілмеген прокапсидке өздігінен жиналады, ал N-терминалды спиральдар бес еселі осьте бесбұрышты спираль шоғырына біріктіріледі. Отбасы жағдайында Tetraviridae, буманың вирустың енуі кезінде экстернизациядан өтетіні және плазмалық мембрананы бұзатыны көрсетілген (47). Бүктемеге қатысты орналасуын ескере отырып, PmMDV себет пентамерлі спираль шоғыры сияқты көрінеді, ұқсас функцияны орындауы мүмкін. Сонымен қатар, спиральді мембрана арқылы өтетін пептидтер PmMDV VP N терминалына ұқсас аргининге бай негізгі мотивтерді жиі қамтиды (48, 49). Екі валентті катионды жою PmMDV бес еселі себеттің әр үш есе көршілес суббірліктен сыртқа шығарылуын тудырғаны көрсетілді. PV эндосомалық-лизосомалық желі арқылы қозғалған сайын, эндоцитоздан кейін олардың ортасы барған сайын қышқылданып, рН 4,0 (50, 51) төмен болады. Бұл катионның диссоциациялануын тудыруы мүмкін, бұл PmMDV капсидінің өзінің табиғи трафик жолы кезінде байқалған конформациялық өзгерістерге ұшырауы мүмкін екенін болжайды. Бес еселенген осьте құрылымдық қайта құру, бес еселік кеуектің кеңеюі және DE циклінің де, себеттің де жоғалуы ретінде көрінеді, N-терминалдың бұрандалы шоғырының сыртқа шығарылуымен ықтимал байланысты болуы мүмкін. Бұл механизм мүшелері қолданатын механизмге ұқсас Tetraviridae барлық дерлік PVs (3) пайдаланатын PLA2 сыртқа шығарудан кейін фосфолипаза белсенділігін емес, эндолизосоманы (47) бұзу. Дегенмен, себет тәрізді құрылымдар туралы хабарланды Parvovirinae тұқымдас Бокапарвовирус, дегенмен VP2 N терминалын VP1 PLA2 доменімен байланыстыратын Gly-ге бай икемді кеңейтім экстернизацияға қатысуы мүмкін және мембранаға енетін спиральдардың рөлі анықталмаған (52, 53).

Гомологияны модельдейтін мақсатты таңдау нәтижелеріне қарамастан, PmMDV капсидінің беткі морфологиясы басқа асшаяндарды жұқтыратын DV, PstDV-ге өте ұқсас, бірақ олардың VP реттілік сәйкестігі төмен. Дегенмен, құрылымдық ұқсастық шектеулі, өйткені PmMDV капсидінің барлық басқа PV-дан ерекшеленетін мультимерлі өзара әрекеттесулері бар. Омыртқасыздарды жұқтыратын PV-лардың VP N-терминдері доменмен ауыстырылған конформацияны көрсетеді, яғни βA екі жақты көршілес суббірліктің βB-мен әрекеттеседі, ал өзінің βB жағдайындағыдай емес. Parvovirinae (29 ⇓ ⇓ –32). PmMDV-де VP N терминалы үш жақты көршілес ішкі бірлікпен ұқсас ауыстырылған конформация арқылы әрекеттеседі. βA тізбегінің болмауына байланысты, PmMDV капсидінің люминальды беті барлығы үшін байқалған канондық βB–βA орнына βB–βB әрекеттесулері арқылы тұрақтандырылған төрт тізбекті βBIDG парағы арқылы жиналады. Parvovoiridae белгілі құрылымдармен (28). Нәтижесінде капсид люмені кішірек, бірақ 4,3 кб орташа өлшемді PV геномын жинақтайды. Ақырында, PmMDV және PstDV NS1 филогенезіне негізделген тек алыс байланысты және әртүрлі геномдық ұйымдар мен транскрипция стратегияларына ие (27, 54). Consequently, the structural similarity between these two PVs is likely due to convergent evolution, attributed to infecting the same host and perhaps sharing similar aspects of receptor attachment and trafficking to the nucleus for packaged genome replication.

All four available DV structures possess a β-annulus–like opening at their threefold axes, similarly to T = 3 ssRNA viruses, such as Tombusviridae. This is a portal-like opening in GmDV and PmMDV, with a diameter of ∼18 and ∼17 Å, respectively (29 ⇓ ⇓ –32, 55). The GmDV β-annulus is lined with large, positively charged sidechains similar to the upper layer of the PmMDV double β-annulus, and was speculated to be a flexible channel for packaging or uncoating the ssDNA genome (29). The belief is that the PmMDV fivefold axes portal may be the location of membrane penetration while the PmMDV threefold axes portal performs genome-associated functions, such as genome release or entry into the empty particle during uncoating or packaging, respectively. The shape of the unmodeled diffuse density occupying the annulus resembles a metal ion however, it was not chelated with EDTA. This suggests that it is well coordinated by the three histidines, similarly to the zinc ions in a variety of metalloproteins (56). If indeed this is a zinc ion, it may have a role in catalyzing the formation of trimers during assembly (57). The role for the predicted ADAM-TS metalloproteinase spacer-like domain, surrounding the annulus and surface-exposed at the outer rim surrounding the fivefold axes, is unknown. These domains are widespread in eukaryotic proteins and have been associated with extracellular matrix attachment and signaling (58 ⇓ –60). Therefore, this region might play a role in virus–host interactions of PmMDV and may possibly be associated with attachment. This remains to be tested and confirmed.

The PmMDV genome, despite its 4.3-kb size, contains four predicted ORFs. Among PVs the presence of multiple, small ORFs, which frequently overlap or are encompassed by the NS or the VP cassette, are well-known (10, 13, 61 ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ ⇓ –67). ORF2 and ORF3 were not related to any other PV ORF, suggesting their independent acquisition by horizontal gene transfer. This was supported by the presence of the Fis1 Pfam domain and the CobJ motif in the amino acid sequence of ORF2′ and ORF3, respectively, implying host or prokaryotic origin. The PmMDV genome encoded two major groups of NS proteins from an upstream promoter. The significance of expressing shorter C-terminal NS protein variants along a full-length NS1 is unclear but is common among PVs. Transcript 4, expressing NS2B, showed up later in the transcriptome, suggesting that each variant harbors different roles during replication. This has also been described in dependoparvoviruses, where each Rep possess two slightly different C-terminal–extended versions (68). Transcript 2 is spliced twice and may express ORF3 in addition to NS2B. ORF3 could potentially also be expressed from the unspliced p47 transcript. As this putative protein might possess enzymatic activity, the complex splicing pattern may have evolved to regulate its quantity as needed. Regulation of protein quantity via splicing has been observed in case of structural protein expression of several Parvovirinae genera, including Proto-, Amdo-, және Депендопарвовирус (2). жылы Densovirinae, leaky scanning acts as the main expression regulatory mechanism, although alternative splicing has evolved sporadically in various genera of Densovirinae, сияқты Proto-, Scindo-, және Pefuambidensovirus (5, 7, 10, 13, 54). The alternative splicing in PmMDV, however, probably evolved independently from these. ORF2′, expressed by a spliced transcript of p47, is a chimera of two ORFs acquiring its N terminus from the nonstructural protein gene, ORF1. As the tetratricopeptide region of the Fis1 protein has a scaffolding role during mitochondrial fission, it cannot be excluded that ORF2′ provides a similar function during PmMDV assembly. However, as the VLPs expressed by the PmMDV-Bac-ORF4 were capable of self-assembly, without such a function, it does not appear to be essential for capsid assembly.


Алғыс

We thank Ms Clare Harden for providing seeds of Arabidopsis accessions and Dr Lia Arraiano for helpful discussions about QTL analysis. This research was supported by a grant from the Biotechnology and Biological Sciences Research Council to CL.

S1 кесте. Comparison of the growth of luxCDABE-tagged virulent P.syringae pv. maculicola ES4326 in different Arabidopsis ecotypes.

Назар аударыңыз: Blackwell Publishing авторлар берген кез келген қосымша материалдардың мазмұны немесе функционалдығы үшін жауапты емес. Кез келген сауалдар (жетпеген материалдан басқа) мақаланың сәйкес авторына жіберілу керек.

Файл атауы Сипаттама
TPJ_3303_sm_tableS1.xls28 KB Қолдау көрсететін ақпарат элементі

Назар аударыңыз: Баспагер авторлар берген ақпараттың мазмұны немесе функционалдығы үшін жауапты емес. Кез келген сұраулар (жоғалған мазмұннан басқа) мақаланың сәйкес авторына жіберілу керек.


Бейнені қараңыз: Спабекова Р С 4 Жарық шығарудың кванттық табиғаты Жылулық сәуле шығару және оның сипаттамалар (Мамыр 2022).