Fungii bioluminescenți deschid noi orizonturi pentru biotehnologie și aplicații medicale
La fel ca licuricii și multe creaturi din adâncurile marine, anumiți fungi pot emite natural lumină prin căi de bioluminescență, în care enzime specializate transformă energia chimică în lumină vizibilă.
Oamenii de știință din domeniul medical au utilizat enzimele produse de fungi în Calea de Bioluminescență Fungică (CBF) pentru a urmări vizual procese precum progresia tumorilor și răspunsurile inflamatorii. O nouă cercetare publicată în The FEBS Journal oferă informații care ar putea ajuta la îmbunătățirea și extinderea instrumentelor și aplicațiilor bazate pe bioluminescență.
Unul dintre produsele CBF este oxiluciferina, care în fungi este ulterior degradată și reciclată în cadrul căii, menținând astfel procesul bioluminescent. Studiile anterioare au sugerat un rol pentru hidrolaza caffeylpyruvate (CPH), ultima dintre cele patru enzime implicate în CBF, în descompunerea oxiluciferinei, dar rezultatele au fost inconcludente. În această ultimă cercetare, investigatorii au caracterizat CPH din una dintre cele mai mari și strălucitoare specii fungice bioluminescente descrise până în prezent, confirmând că enzima convertește oxiluciferina în acizi cafeic și piruvic.
Acidul cafeic poate reintra în cale pentru a susține emisia de lumină, în timp ce acidul piruvic ar putea fi redirecționat în metabolismul central pentru a ajuta la generarea energiei celulare, reducând astfel costul energetic al bioluminescenței. De asemenea, cercetătorii au dezvoltat o nouă metodă pentru a monitoriza activitatea CPH, oferind astfel o resursă utilă pentru studii suplimentare pe tema bioluminescenței.
Descoperirile ar putea fi utilizate pentru a dezvolta sisteme auto-susținute de emitere a luminii în alte organisme, având aplicații potențiale în medicină, agricultură, monitorizare ambientală și biotehnologie.
„După opt ani de muncă, am reușit în sfârșit să demonstrăm că descompunerea oxiluciferinei fungice de către CPH produce acid cafeic și acid piruvic. Această descoperire ajută la explicarea modului în care fungii susțin bioluminescența prin reciclarea metabolitelor, recuperând totodată o parte din energia investită în emisia de lumină. De asemenea, oferă informații importante pentru proiectarea celulelor inginerizate capabile să emită o lumină mai strălucitoare într-un mod mai eficient și sustenabil.”
