Was leuchtet unter: Beleuchten die Geheimnisse des unsichtbaren

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Vergessen Sie die funkelnden Sterne am Nachthimmel. Die wahre glühenden Schönheiten sind Hunderte von Fuß unter der Oberfläche des Ozeans: winzige Biofluorescent und biolumineszenten Organismen bewohnen die Korallenriffe der großen Ozeane der Welt.

Nach Regenwälder Korallenriffe sind die zweite unterschiedlichster Art von Ökosystem auf der Erde, mit Arten, viele unentdeckte, das sind nicht nur schön, sondern auch nützlich, um modernen biologischen und medizinischen Forschung.

Also was ist der Unterschied zwischen Biofluorescence und Biolumineszenz? Ein Biofluorescent Organismus ist das Licht aus einer externen Quelle absorbiert um Leuchten, während die Lichtquelle eines biolumineszenten Organismus intern, verursacht durch eine Reihe von chemischen Reaktionen ist, die innerhalb des Organismus ausstrahlen des Lichtes nach außen.

Leuchtet grün

Biolumineszenz Licht tritt aufgrund eines Proteins namens grün fluoreszierendes Protein oder GLP. In der Tat, im Jahr 2008 ging der Nobelpreis für Chemie zu einer Gruppe von Forschern, die entdeckt und entwickelt Anwendungen für GFP aus biolumineszenten Qualle Aequorea Victoria. Acropora in der begleitenden Bild bekundet GFP, damit das grün leuchten, wenn blaues Licht ausgesetzt.

GFP ist von unschätzbarem Wert als Marker. Zellen oder Moleküle markiert mit dem Protein leuchtet, wenn Forscher Fluoreszenzmikroskopie nutzen. Die Technik ermöglicht es Wissenschaftlern, biologische Prozesse zu verfolgen, die in der Regel unsichtbar, wie die Ausbreitung von Krebszellen, virale Eintrag in eine Zelle oder die Mechanismen hinter Nervenzelle Schäden im Gehirn eines Patienten mit Alzheimer-Krankheit betroffen sind.

Durch ein besseres Verständnis dieser Prozesse, können Wissenschaftler bestimmte Zielgebiete und entdecken Sie dabei Kuren. GFP ist auch viel weniger toxisch als andere kleine fluoreszierende Moleküle bei lebenden Zellen zu visualisieren. Die Entdeckung von GFP hat das Gebiet der zellulären Bioimaging revolutioniert.

Mit Unterstützung der National Science Foundation David Gruber von der City University of New York, Baruch College und seinen Mitarbeitern GFP in viele Arten von Korallen und anderen Meeresorganismen gefunden. Sie entdeckten auch eines der hellsten fluoreszierende Proteine und eine Region des Moleküls, die verschiedenen Richtungen weiterentwickelt. Gruber und sein Team sind derzeit auf der Suche in Gegenwart des Proteins in den Fischen; ein Projekt in Zusammenarbeit mit John Sparks, Kurator der Ichthyologie am American Museum of Natural History in New York City.

Suche nach Proteinen

Um ihre Forschung zu betreiben, Tauchen Gruber und seine Mitarbeiter mehr als 300 Fuß (100 Meter) unterhalb der Oberfläche des Ozeans, fast 200 Fuß (60 Meter) mehr als die meisten Taucher, mit innovativen hochauflösende Technologie um zu die Tiefsee-Organismen in Aktion, trotz wenig Licht zu erfassen. Tauchen in tropischen Regionen wie Australiens Great Barrier Reef und den Cayman Islands, einmal untergetaucht, hat das Team nur 20 bis 30 Minuten so viele Proben wie möglich, manchmal sogar in Anwesenheit von Haien zu sammeln.

Die Forscher haben rund hundert Korallen und Anemone Exemplare bisher gesammelt, und diese sind bei der Lagerung im Museum. Das Team ist derzeit das Klonen der neuartige fluoreszierende Proteine aus diesen Proben zu untersuchen, ob sie nützliche Marker in Bioimaging sind.

Gruber und seine Kollegen entwickeln auch ein Remote betrieben Fahrzeug zur Erleichterung tief Korallenriff Exploration (mehr als 100 Fuß (30 Meter) tief reichend) und erfassen die Artenvielfalt von Korallen und Schwamm Populationen.

Durch einen verbinden Forscher und Öffentlichkeit Zuschuss von NSF informellen Science Education Program, Grubers Forschung wird in der AMNH zu sehen sein "Wesen des Lichts: der Natur Biolumineszenz" Ausstellungseröffnung, 31. März 2012.

Um mehr zu erfahren, werfen Sie einen Blick am American Museum of Natural History Science Bulletins, wo Gruber Besucher auf seiner Forschung regelmäßig. "Aglow in The Dark: die revolutionäre Wissenschaft von Biofluorescence," (Harvard University Press, 2007) ein Buch Co-Autor von Gruber mit Yale Neurowissenschaftler, Vincent Pieribone, rundet das Angebot ab und werden bald einen IMAX-Film über die National Film Board of Canada.

Anmerkung der Redaktion: Dargestellt, die Forscher in Behind the Scenes Artikel von der National Science Foundation, der Bundesagentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik unterstützt wurden. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die hinter den Kulissen Archiv.