Fett, gefrorene fliegen Babys könnten Biokraftstoffe verbessern.

Eine überraschende Entdeckung von Frostschutzmittel Fett in Maden könnte zur Entwicklung von Kälte-Hardy Biokraftstoffen führen.

Die Maden oder juvenile Stadium eines Insekts, genannt die Goldrute Gall Fliege (Eurosta Solidaginis) ist das erste Insekt gefunden, um diese spezielle Fatsto verwenden überleben kalte Wintern. Diese Gall Fliege bei Temperaturen so niedrig wie negative 112 Grad Fahrenheit (negative 80 Grad Celsius), am Leben bleiben kann die auf Augenhöhe mit den niedrigsten Temperaturen, die jemals auf der Erde, sagte Studie Forscher Brent Sinclair, ein Zoologe an der Universität von Western Ontario in Kanada, die Niedertemperatur-Biologie der Insekten studiert. Die Goldrute Gall Fliege Frostschutzmittel Fähigkeiten können töten die Insekten für Studie schwierig machen.

"Um ihre Biologie zu studieren, müssen wir sie in flüssigem Stickstoff, oder sonst können sie überleben," Sinclair gesagt Leben Wissenschaft.

Zufällige Entdeckung

Katie Marshall, Postdoktorand an der University of British Columbia, arbeitete an ihren Doktortitel in Sinclairs Labor, wenn sie über das Einfrieren-resistente Fett stolperte. Marshall war neue Techniken verwenden, um die verschiedenen Arten von Fett in der Goldrute Gall fliegen zu messen. Diese Insekten leben in Pflanzen, ihre Wirte zu klumpige Sphären genannt Gallapfel wachsen verursacht. Diese Objekte bieten die entwickelnden Larven mit Nahrung und Unterschlupf. [Galerie: umwerfende Fotos von Tau bedeckt Insekten]

Marshalls Ergebnisse zeigten eine geheimnisvolle Substanz, die das Fett Profile passten nicht, was, die das Team erwartet hatte. Auf den ersten Sinclair war geneigt, die unbekannte Substanz zu entlassen, aber Marshalls Verlobter, ein Chemiker, überzeugt die Forscher um herauszufinden, was wirklich vor sich ging.

"An einem Punkt, Katie war buchstäblich zu Fuß die Hallen des Fachbereichs Chemie Plakate zu lesen, um zu sehen, ob wer was messen konnten wir gesucht haben," sagte Sinclair.

Seltsame Speicher

Die Untersuchung ergab eine Seltenheit, die mysteriösen Fettmoleküle als Schimmelpilzschäden Triacylglyzerole (AcTAGs) zu identifizieren. In der Regel Tiere speichern ihre Energie in Fette genannt langkettigen Triacylglyzerole, die genau sind, was sie klingen mag: lange, energiegeladene Ketten. Chemisch gesehen haben diese langkettigen Triacylglyzerole eine einfache Glycerin oder Zuckeralkohol, Rückgrat. Mit dieser süßen Wirbelsäule verbunden sind drei Kraftstoff-reiche Fettsäuren.

In einem Schimmelpilzschäden Triacylglycerol ersetzt ein anderes Büschel von Atome eine Acetyl-Gruppe namens eine der Fettsäuren. Diese AcTAGs sind in einigen Pflanzen, wie die hellen roten brennenden Dornbusch (Euonymus Alatus), aber sind nur selten und in sehr Spurenmengen bei wenigen Tieren gesehen.

"Es ist ein lausiger Weg zum Speichern von Energie, denn Sie weniger Energie pro Molekül, haben [so] niemand tut es", sagte Sinclair.

Mit Ausnahme der Goldrute Gall fliegen. Die madig Pre-Puppen beginnen in ihrer Post-Larvenstadium konvertieren ihre langkettigen Triacylgylcerols in AcTAGs im Herbst. Bis Mitte Dezember sind 46 Prozent der Lipide der Insekten AcTAGs. Die Maden um Frost-Tau-Zyklen zu unterwerfen ihre AcTAGs erhöht, sagte Sinclair. Die Forscher berichten über die Ergebnisse heute (30. April) im Journal of Experimental Biology.

Die Schönheit der AcTAGs scheint ihren Frost-Widerstand. Die Maden Lipide flüssig bei Temperaturen bleiben, die andere Insekten solide Einfrieren würde, sagte Sinclair. Eine langkettige Triacylglycerol geht bei ca. 39 Grad F (4 Grad C) fest. Ein AcTAG Sinclair sagte, müssten unter etwa 1 Grad F (negative 17 ° C) zu kommen, von flüssig zu fest zu drehen. Der Unterschied wahrscheinlich mit die Lipide mit Wasser in der Zelle Interaktion zu tun hat, aber der genaue Vorgang bleibt unbekannt.

Von den fliegen zu Brennstoffen

Die Studie ist ein gutes Beispiel für die grundlegende, explorative Forschung nachgeben unerwartete – und möglicherweise nützliche – Ergebnisse, Sinclair sagte. Biokraftstoffe sind schlecht geeignet für kalte Temperaturen, weil sie dazu neigen, ohne Zusätze zu festigen.

Aber die Goldrute Gall fliegen tut etwas spannendes: Er wandelt seine regelmäßige, Frost-empfänglich langkettige Fette zu Einfrieren-resistente AcTAGs. Wenn Forscher herausfinden können, wie das Insekt es tut, sie möglicherweise in der Lage, den Prozess zu imitieren.

"Die Idee wir möglicherweise in der Lage, normale Fette produzieren wir in großen Mengen aus Oliven und Kokosnüsse und Raps und was sonst noch, und wir möglicherweise in der Lage, diese Fette in Niedertemperatur-Fette zu machen, wann immer wir wollen, dass sie", sagte Sinclair.

Die Erkenntnisse könnten potenziell medizinische Anwendungen, als auch haben, fügte er hinzu, vielleicht führt zu neuen Wegen, um Zellen wie menschliche Eizellen oder Embryonen zu erhalten. Aber diese Anwendungen wäre härter, Sinclair sagte, weil es schwer ist, eine lebende Zelle, um seine Fette von einem Typ in einen anderen konvertieren zu entlocken.

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