NUS-biologen hebben ontdekt dat de gecanneleerde reuzenschelp ureum uit zijn omgeving absorbeert en de absorptiesnelheid wordt verhoogd door blootstelling aan licht.

Reuzenkokkels leven in voedselarme rifwateren van de Indo-Pacifische regio en zijn voor hun voedingsstoffen afhankelijk van symbiotische zoöxanthellen. Zooxanthellae zijn fotosynthetische algen en gedragen zich als kleine plantachtige organismen die in de weefsels van veel dieren leven, zoals gigantische mosselen en sommige koralen. De zoöxanthellen leveren voedingsstoffen aan de gigantische mosselen in ruil voor de accommodatie die ze krijgen. Omdat de zoöxanthellen stikstofarm zijn, de gastheerschelp moet exogene stikstof uit het omringende zeewater opnemen en aan hen leveren voor de productie van voedingsstoffen. in zeewater, opgeloste anorganische stikstof is beschikbaar in de vorm van ammonium, nitriet en nitraat, terwijl opgeloste organische stikstof beschikbaar is als ureum en aminozuren.

Een onderzoeksteam onder leiding van Prof Alex Ip, van het departement Biologische Wetenschappen, NUS heeft voor het eerst gemeld dat naast anorganische stikstof opgelost in zeewater, de gecanneleerde reuzenschelp, Tridacna squamosa, kan ook stikstof verkrijgen door ureum uit de omgeving op te nemen. In hun experimenten, de onderzoekers ontdekten dat de gecanneleerde reuzenschelp ongeveer 1,6 keer meer ureum absorbeerde wanneer het wordt blootgesteld aan licht (zichtbaar) dan in het donker. Ze vonden ook een eiwit dat lijkt op DUR3 dat wordt geproduceerd in de kieuw van de gecanneleerde reuzenschelp. DUR3 is een type eiwit dat de beweging van geabsorbeerd ureum in organismen vergemakkelijkt. Het niveau van dit DUR3-achtige eiwit in de kieuw neemt ongeveer acht keer toe over een periode van 12 uur wanneer de gecanneleerde reuzenschelp wordt blootgesteld aan licht. Ureum is meestal een uitscheidend stikstofhoudend afval bij dieren, en de meeste dieren hebben transporters (die meestal van eiwitten zijn gemaakt) om de uitscheiding van ureum te vergemakkelijken. Omdat dieren ureum niet kunnen metaboliseren, het is intrigerend om waterdieren te vinden die het uit hun omgeving opnemen. De onderzoeksresultaten bieden inzicht in het aanvullen van reuzenschelpdieren met ureum als organische stikstof om hun groei en ontwikkeling tijdens de aquacultuur te vergemakkelijken, die het opnieuw inzaaien van gigantische mosselen naar de koraalriffen zal versnellen om hun slinkende populatie te compenseren.

Prof Ip zei, "Onze bevindingen tonen aan dat de gecanneleerde reuzenschelp in staat is tot lichtversterkte ureumabsorptie, en zijn kieuw brengt een DUR3-achtig eiwit van dierlijke oorsprong tot expressie. Dit ongewone fenomeen zou het resultaat kunnen zijn van het selectieve voordeel van de nauwe en langdurige symbiotische interacties tussen de reuzenschelp en de zoöxanthellen."

"De afbraak van het geabsorbeerde ureum en het gebruik van de resulterende ammoniak en kooldioxide zijn alleen mogelijk door de samenwerking tussen de gastheerschelp en zijn symbiotische zoöxanthellen, aangezien de laatste het enzym urease bezit voor de afbraak van ureum. De symbiotische zoöxanthellen kunnen het geabsorbeerde ureum metaboliseren tot ammoniak en koolstofdioxide om de aminozuursynthese en fotosynthese te ondersteunen, wat essentieel is voor de mossel, " voegde prof. Ip toe.

Het team doet verder onderzoek om de ureum-actieve transporter en urease te karakteriseren van zoöxanthellen die zich in de kleurrijke buitenmantel van gecanneleerde reuzenmosselen bevinden, en om de effecten van blootstelling aan licht op hun gen- en eiwitexpressieniveaus te onderzoeken.