Οι ερευνητές ανακαλύπτουν πόσο βαθύτατα βακτηρίδια αισθάνονται μπλε φως

Στα βάθη του ωκεανού, όπου το φως του ήλιου μόλις διεισδύει, μια ομάδα βακτηρίων εξελίχθηκε μια αξιοσημείωτη ικανότητα να αισθανθεί το μπλε φως και να το χρησιμοποιήσει προς όφελός τους. Αυτά τα βακτηρίδια, γνωστά ως Shewanella Woodyi, ευδοκιμούν στο σκοτεινό, πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά περιβάλλον της βαθιάς θάλασσας, όπου διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην κατάρρευση της οργανικής ύλης.

Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Santa Barbara, με επικεφαλής τον καθηγητή Bradley Tebo, ξεκίνησε να καταλάβει πώς ο S. Woodyi ανιχνεύει και ανταποκρίνεται στο μπλε φως στη βαθιά θάλασσα. Τα ευρήματά τους, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό "Microbiology Nature", ρίχνουν φως στους μοναδικούς αισθητήριους μηχανισμούς που χρησιμοποιούν αυτά τα βακτήρια για να περιηγηθούν στο σκοτεινό τους περιβάλλον.

Στην καρδιά της ικανότητας ανίχνευσης φωτός του S. Woodyi είναι μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Bluf (μπλε φλαβίνη που χρησιμοποιεί το φως). Οι πρωτεΐνες BluF βρίσκονται σε μια ποικιλία οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων, των φυτών και των ζώων, και διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο σε διάφορες διαδικασίες που εξαρτώνται από το φως, όπως η φωτοσύνθεση και η ρύθμιση του κιρκαδικού ρυθμού.

Στην περίπτωση του S. woodyi, η πρωτεΐνη Bluf δρα ως μοριακός διακόπτης που ελέγχει την έκφραση ορισμένων γονιδίων. Όταν το μπλε φως χτυπά την πρωτεΐνη BluF, υφίσταται μια δομική αλλαγή που ενεργοποιεί την παραγωγή συγκεκριμένων πρωτεϊνών που εμπλέκονται στον ενεργειακό μεταβολισμό και την πρόσληψη θρεπτικών ουσιών. Αυτή η απάντηση στο Blue Light επιτρέπει στον S. Woodyi να βελτιστοποιήσει την ανάπτυξη και την επιβίωσή του στο περιβάλλον της βαθιάς θάλασσας.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο S. Woodyi μπορεί να αισθανθεί και να ανταποκριθεί στο μπλε φως ακόμη και σε εξαιρετικά χαμηλές εντάσεις φωτός. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό επειδή η ποσότητα του μπλε φως που διατίθεται στη βαθιά θάλασσα είναι πολύ περιορισμένη. Με το να είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στο μπλε φως, ο S. Woodyi μπορεί να επωφεληθεί ακόμη και από τα ελαφρύτερα σήματα φωτός για να περιηγηθεί στο περιβάλλον του και να εντοπίσει πηγές τροφίμων.

Επιπλέον, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η πρωτεΐνη Bluf του S. Woodyi είναι εξαιρετικά διατηρημένη μεταξύ των διαφορετικών στελεχών των βακτηρίων. Αυτό υποδηλώνει ότι η ικανότητα να ανιχνεύει το μπλε φως είναι μια κρίσιμη προσαρμογή που έχει διατηρηθεί σε όλη την εξέλιξη του S. Woodyi, υπογραμμίζοντας τη σημασία της στην επιβίωση αυτών των βακτηρίων στη βαθιά θάλασσα.

Τα ευρήματα της μελέτης όχι μόνο ρίχνουν φως στους αισθητηριακούς μηχανισμούς των βακτηρίων βαθέων υδάτων, αλλά παρέχουν επίσης πληροφορίες για τον ευρύτερο ρόλο των πρωτεϊνών Bluf σε διάφορες διαδικασίες που εξαρτώνται από το φως σε διάφορους οργανισμούς. Η κατανόηση των μοριακών μηχανισμών που αποτελούν τη βάση της ανίχνευσης και της αντίδρασης του φωτός σε βακτήρια μπορεί να έχει επιπτώσεις σε πεδία όπως η οπτογενετική, η βιοτεχνολογία και η αστροβιολογία, όπου η εξερεύνηση της ζωής σε ακραία περιβάλλοντα παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον.