Пресс-центр / новости / Наука /

Ученые из ИБХ РАН и их коллеги впервые идентифицировали и охарактеризовали люциферазу грибного комара Keroplatus testaceus. Исследование показало, что новый фермент, вероятнее всего, произошел от запасающего белка гексамерина и представляет ранее неизвестный эволюционный путь возникновения биолюминесценции у насекомых. Полученные результаты раскрывают молекулярные основы свечения двукрылых и создают предпосылки для разработки новых инструментов биомедицинской визуализации.

Сотрудники ИБХ РАН и их коллеги впервые идентифицировали, клонировали и охарактеризовали люциферазу двукрылых насекомых (Diptera), выделенную из грибного комара Keroplatus testaceus. Среди насекомых биолюминесцентные виды описаны для отрядов Coleoptera (жуки) и Diptera (мухи и комары). При этом механизмы свечения жуков хорошо и подробно изучены, в то время как структуры ключевых компонентов биолюминесцентных систем двукрылых оставались неизвестными, несмотря на все предпринимаемые учеными попытки в течение нескольких последних десятилетий.

Авторы изучили структуру, генетический контекст и эволюционный путь нового фермента. Результаты исследования позволяют авторам сделать вывод о происхождении найденной люциферазы из запасающего белка гексамерина, что указывает на уникальный и совершенно новый эволюционный путь трансформации от гемоцианинов через гексамерины к люциферазе. В то же время, реконструкция генома K. testaceus и исследование геномного контекста показали, что ген люциферазы имеет одноэкзонную структуру и расположен в консервативном локусе E(spl), отвечающем за регуляцию целого комплекса событий в процессе развития насекомых. Рядом с основным геном авторы обнаружили его близкий паралог, что указывает на недавнее эволюционное событие дупликации и возможную неофункционализацию.

Биолюминесцентные системы двукрылых насекомых уникальны, и не похожи ни на какие другие, известные на данный момент. Полученные данные закрывают многолетний пробел в изучении молекулярных механизмов свечения насекомых и открывают новые перспективы для разработки инструментов молекулярной визуализации в биомедицинских исследованиях. Работа опубликована в журнале Journal of Molecular Biology.

31 июля