Djuphavsdykningar: kammaneternas geniala anpassningar till havsbottnens tryck med hjälp av specialfetter

StockholmKammaneter, också kända som ctenophorer, lever i olika delar av havet, inklusive djuphaven. Djuphavet har inget ljus, mycket kalla temperaturer och högt tryck. Forskare från UC San Diego och andra platser har undersökt hur ctenophorer klarar sig under dessa förhållanden. De upptäckte speciella egenskaper i dessa varelsers cellmembran.

Ctenophorer är inte maneter. De tillhör gruppen Ctenophora. Dessa djur jagar efter mat och kan bli lika stora som en volleyboll. De lever i hav över hela världen, från ytan ner till djupet.

Viktiga rön:

• Ctenophores har unika lipidstrukturer i sina cellmembran.
• Deras lipider anpassar sig annorlunda till kyla och tryck.
• Denna anpassning kallas "homeokurvatur".
• Dessa lipider inkluderar plasmalogener, vilka är viktiga för hjärnans funktion hos människor.

Cellmembran behöver vissa egenskaper för att fungera korrekt. Lipid- och proteinskikten måste förbli flytande under olika förhållanden. Forskare hade redan förstått hur cellmembran anpassar sig till kyla. Däremot visste de inte hur djuphavsorganismer anpassar sig till högt tryck.

Itay Budin, biträdande professor vid UC San Diego, ledde en studie om kammaneter tillsammans med en grupp forskare från olika discipliner. Deras studie publicerades i tidskriften Science.

Budin hade studerat hur E. coli-bakterier anpassar sig till kyla. Steven Haddock från MBARI undrade om manetterna anpassar sig till högt tryck på ett liknande sätt. Nyfikna började Budin och hans team att undersöka.

Komplexa organismer har många typer av lipider. Människor har tusentals, var och en specifik för olika organ. Forskarteamet behövde skilja mellan anpassning till kyla och anpassning till tryck. Huvudförfattaren Jacob Winnikoff studerade kammaneter från olika djup och platser. Han jämförde de som lever på havsbotten utanför Kaliforniens kust med de som lever vid ytan av Arktis.

Läs också:

Idag · 01:33

Kan ljudmagi fängsla blinda sinnen? Ny studie.

Teamet upptäckte att djuphavsgeléartade djur, ctenoforer, har speciella lipider som hjälper dem att överleva under högt tryck. Dessa lipider är unikt formade för att klara av djuphavsmiljön. Denna anpassning, kallad "homeokurvatur," gör att lipiderna kan balansera trycket. Men vid ytan orsakar dessa lipider att membranen bryts isär, vilket leder till att ctenoforerna faller sönder.

Plasmalogener är speciella lipider som finns i människohjärnan, och deras nivåer minskar vid sjukdomar som Alzheimers. På grund av denna likhet är kammaneter användbara för forskning.

Budins team testade E. coli-bakterier genom att skapa en stam som producerade plasmalogener. Vanliga E. coli överlevde inte under tryck, men den modifierade stammen klarade sig bra. Dessa experiment tog många år och krävde hjälp från flera institutioner.

Dr. Edward Dennis laboratorium vid UC San Diego analyserade lipider med hjälp av masspektrometri. Marinbiologer vid MBARI samlade in kammaneter. Fysiker vid University of Delaware använde datorsimuleringar. Forskare testade hur membran beter sig under olika tryck.

Budin vill lära sig mer om hur celler styr produktionen av fetter. Han tror att plasmalogener har speciella egenskaper. Att förstå dessa kan ge ny information om hjärnans hälsa och sjukdomar. Teamet hoppas att framtida studier kommer att bygga vidare på deras upptäckter.

Forskare från flera ledande universitet samarbetade på detta projekt. De fick finansiering från både statliga och privata bidrag, såsom National Science Foundation och NASA. Genom deras samarbete gjordes nya upptäckter om hur djuphavsdjur anpassar sig och hur lipider fungerar.