İnsanlar Deniz Hıyarının Zehirli Cephanesinden Ne Öğrenebilir?

Ancak bu kimyasal savunma deniz hıyarları için büyük bir sorun yaratır: Kendi toksinleriyle kendilerini öldürmekten kaçınmaları gerekir. Bu da, kendi hücrelerinin, saponinlerin bağlandığı ve deldiği hedef olan kolesterolü içeremeyeceği anlamına gelir. Bunun yerine, iki tür kolesterol alternatifi geliştirdiler: latosterol ve muhtemelen hücre zarı stabilitesini koruma işlevini yerine getiren 9(11) steroller. Bilim adamları, deniz hıyarlarının saponinleri ve bu saponin dirençli sterolleri üretme yeteneğinin aynı anda geliştiğine inanıyorlar. Osbourn, “Bunun bir kendini savunma stratejisi olduğunu düşünüyoruz” diyor. “Bu zehirli bileşikleri üretebiliyorsanız, kendinizi zehirlememeniz gerekir.”

Görünüşe göre, bu eşsiz evrimsel yetenekler tek bir noktaya bağlıydı. Deniz hıyarları, deniz yıldızları ve deniz kestaneleri ile birlikte derisidikenli ailesinin bir parçasıdır. Hepsinin ortak bir ataları vardır, ancak deniz kestaneleri aynı saponin savunma süper güçlerine sahip değildir. Bu nedenle, deniz hıyarlarının grubun geri kalanından genetik olarak nasıl ayrıldığını anlamak için Osbourn ve Thimmappa (şimdi Amity Üniversitesi’nde genom mühendisliğinde yardımcı doçent) genomlarını ekinoderm benzerlerininkiyle karşılaştırdı. Spesifik olarak, araştırmacılar, sterol ve saponin biyosentezi için kritik olan, oldukça evrimsel olarak korunmuş bir enzim olan lanosterol sentazı incelemekle ilgilendiler. Öncü moleküllerini karmaşık origami benzeri şekillere katlar.

Ekip, deniz hıyarlarının buna sahip olmadığını keşfetti. Bunun yerine, aynı aileden olan, ancak biyolojik işlevleri büyük ölçüde farklı olan iki enzime sahiptirler: Biri yavru deniz hıyarlarında bulunan saponinleri, diğeri kolesterol alternatifini oluşturur ve ayrıca dış duvarlarında bulunan saponinleri üretir. Thimmappa, tamamen farklı işlevlere sahip bu iki deniz hıyarına özgü enzimi yaratmak için amino asit zincirindeki geleneksel lanosterol sentaz dizisinden bir değişiklik yapılması gerektiğini söylüyor.

Deniz hıyarlarındaki tek kimyasal bileşiklerin işlevlerini karakterize eden ve belirleyen bu çalışma, “süper havalı” diyor Queensland Üniversitesi’nde ada koruma üzerine çalışan ve bu çalışmadan bağımsız olan bir doktora öğrencisi olan Leah Dann. Adaptif bağışıklığı (gelecekteki hastalıkları önleyebilecek antikorlar üretme yeteneği) olmayan deniz hıyarları için bu saponinler, zararlı mikroplara veya mantarlara karşı korunmaya yardımcı olabilir. Ve dikenli bir dış kabukları olmadığından, bu kimyasal savunmalar birçok organizmanın onları neden yalnız bıraktığını açıklayabilir. Dann, “Çok lezzetli görünüyorlar” diyor. “Ama çoğu balık onlara dokunmaz.”

Çin Bilimler Akademisi Oşinoloji Enstitüsü’nde profesör olan Lina Sun, “Deniz hıyarlarının neden triterpenoid saponinlere sahip olduğunu açıkladılar” diyor. (Sun çalışmadan bağımsızdır ve yorumları Çince’den çevrilmiştir.) Bu saponinleri ve özel sterolleri üreten iki sentaz yolunu keşfetmek ve karakterize etmek “çok önemli” diye ekliyor. Sun, bu çalışmadan diğer derisidikenli türlerinde saponin biyosenteziyle ilişkili genlerin deniz hıyarlarındakilerden nasıl farklı olabileceğini görmek istiyor.

Kolesterole saldıran bir bileşiğin insan sağlığı bakımı için bazı ilginç etkileri vardır. Osbourn, “Deniz hıyarları hem yemek hem de sağlık için çok değerlidir” diyor. “Saponinler açısından zengin olan deniz hıyarı özleri çok değerlidir.” Uzun zamandır bir mutfak inceliği olarak hasat edildiler ve antioksidan ve anti-inflamatuar sağlık yararları için saygı gördüler. (Bazı deniz hıyarlarındaki saponin dozu, bazen balıklar ve diğer küçük yaratıklar için öldürücü olsa da, yenilebilir ve hatta insanlar için faydalı olabilir.) Çalışmalar daha önce deniz hıyarı saponinlerinin kolesterolü düşürebildiğini ve hafifletmek için iltihabı engelleyebildiğini bulmuştur. aterosklerotik plaklar farelerde ve ile bağlantılı anti-tümör aktivitesi kansere karşı.

Saponinlerin sabun yapmak gibi ev ve kişisel bakım için başka kullanımları da vardır. Başlangıçta, çömlek bitkisinin köklerinde bulunmalarından sonra isimlendirilmiştir (Saponaria), saponinler köpüklü bir et suyu oluşturmak için suda çözülebilir. Osbourn hayranlıkla, “Doğa kimyasallar yapmakta çok iyidir,” diyor.

Gelecekte, kendisi ve ekibi, bu doğal olarak türetilmiş bileşiklerden daha fazlasını nasıl sentezleyeceklerini öğrenmekle ilgileniyorlar – onları herhangi bir deniz hıyarına zarar vermeden daha büyük ölçekte yeniden yaratmak ve “orada bulunan tüm triterpen çeşitliliğinden yararlanmak”. doğa.” Nihayetinde, bu tür moleküllerin talep üzerine tasarlanıp üretilebileceğini, ilaç olarak kullanılabileceğini veya köpürtücü maddeler veya emülgatörler olarak ticarileştirilebileceğini düşünüyor.

Bu arada, deniz hıyarlarını ve bileşiklerini bulabileceğiniz en olası yerlerden biri çorbadır – bir zamanlar Çin’de bir konferansa katılırken Osbourn’a öğle yemeğinde servis edilen bir şey. “Oldukça çiğnendi” diyor. “Eminim benim için iyi olmuştur.”