Wanneer bedreigd, de mariene perkamentbuisworm scheidt een kleverig slijm af dat een uniek langdurig blauw licht uitstraalt. Nieuw onderzoek naar hoe de worm dit licht creëert en in stand houdt, suggereert dat het proces zichzelf aanstuurt.

"Het licht, of bioluminescentie, geproduceerd door deze worm verschijnt niet als flitsen, zoals in de meeste lichtgevende organismen, maar als een langdurige gloed, " zei Evelien De Meulenaere, doctoraat, een onderzoeker in het laboratorium van Dimitri Deheyn aan de Scripps Institution of Oceanography. "Het begrijpen van de mechanismen van dit bioluminescentieproces zou het ontwerp van een lichtstaaf kunnen helpen die meerdere dagen werkt of, met verdere optimalisatie, milieuvriendelijke tuin- en straatverlichting."

De Meulenaere zou dit onderzoek deze maand presenteren op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Society for Biochemistry and Molecular Biology in San Diego. Hoewel de vergadering, te houden in samenhang met de 2020 Experimental Biology-conferentie, werd geannuleerd als reactie op de uitbraak van COVID-19, de samenvatting van het onderzoeksteam is deze maand gepubliceerd in het nummer van Het FASEB-dagboek .

Na te hebben ontdekt dat de lichtproductie niet was gekoppeld aan een van de metabole routes van het organisme, de onderzoekers realiseerden zich dat als het slijm langer dan een paar milliseconden aanhoudt om zijn eigen energiebron te bevatten.

Verder onderzoek onthulde dat het slijm van de worm een ​​ijzeropslageiwit bevat dat ferritine wordt genoemd. Kunstmatige toevoeging van ijzer aan het slijm verhoogde de lichtproductie, wat de onderzoekers ertoe bracht te geloven dat ferritine werkt als een moleculaire batterij die energie opslaat. Recenter, ze ontdekten dat het blootstellen van ferritine aan blauw licht meer ijzer beschikbaar maakt en dat het blootstellen van het slijm aan blauw licht tot uitbarstingen van licht van enkele minuten leidt.

"Een lichtbron op basis van dit mechanisme kan op afstand worden geactiveerd met blauw licht om het proces te starten en te versterken, ", zegt De Meulenaere. "Als we eenmaal begrijpen hoe lichtproductie in het natuurlijke systeem precies gebeurt, die informatie kan mogelijk worden gebruikt om een ​​duurzaam licht te ontwikkelen dat ook biologisch afbreekbaar en oplaadbaar is."

De bioluminescentie van de buisworm kan ook worden gebruikt om biomedische reportersystemen te creëren. Omdat het gevoelig is voor ijzer, zou een dergelijk systeem kunnen worden gebruikt om te testen op ijzertekorten of -toxiciteiten. Het kan ook worden gebruikt als een lichtgevende reporter die meerdere dagen werkt. Dit zou experimenten mogelijk maken waarbij verschillende eiwitten of cellen veel langer worden gevolgd dan mogelijk is met de fluorescerende verslaggevers van vandaag.