Сторонники здорового питания часто превозносят преимущества добавления антиоксидантов в свой рацион. Считается, что эти соединения подавляют молекулы «свободных радикалов» в организме, которые вызывают старение клеток в ответ на стресс.
Эти разрушительные свободные радикалы, известные как активные формы кислорода, также существуют в морских экосистемах и, как полагают, разрушают клетки фитопланктона и других организмов. Однако новая статья предполагает, что эти молекулы на самом деле играют полезную роль, переворачивая с ног на голову некоторые общепринятые представления.
Джулия Диаз, новый морской биогеохимик из Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего, и ее коллеги сообщают, что активные формы кислорода, вырабатываемые одним типом фитопланктона, диатомовыми водорослями Thalassiosira oceanica, защищают клетки от перепроизводства. соединения, которое используется для питания фотосинтеза. По сути, эти активные формы кислорода защищают аккумуляторные батареи от последствий перезарядки.
Исследование «НАДФН-зависимое внеклеточное производство супероксида жизненно важно для фотофизиологии морских диатомей Thalassiosira oceanica» опубликовано 22 июля в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Наши результаты указывают на новую роль активных форм кислорода в фотосинтезе этих диатомовых водорослей. Следующая задача состоит в том, чтобы определить, существует ли этот процесс и у других видов фитопланктона", - сказал Диаз.
Выводы могут иметь значение для морских организмов и их химической среды. Тип активных форм кислорода, изученный Диасом, известен как супероксид, который представляет собой заряженный атом кислорода. Супероксид был определен как вероятный виновник гибели рыб и морских животных, когда в океане распространяются токсичные водоросли, что указывает на необходимость для ученых лучше понять, как и почему он вырабатывается в определенных обстоятельствах. Различные положительные и отрицательные роли супероксида могут быть решающим фактором в том, как морские экосистемы реагируют на изменение климата. Возможно, сказал Диас, производство супероксида могло бы смягчить стресс, который является формой устойчивости океана к изменению климата, которая ранее не понималась..
Супероксид присутствует во всех океанских экосистемах, но то, как он используется диатомовыми водорослями, такими как T. oceanica, оставалось загадкой. Им нужен солнечный свет и углерод для проведения фотосинтеза, и у них есть множество способов выполнить эту задачу, чтобы адаптироваться как к условиям слабого, так и к интенсивному освещению. Соединение, которое они производят, называемое НАДФН, является источником энергии, позволяющим им поглощать и «фиксировать» углерод в углеводы. Очень яркий свет может вызвать перепроизводство НАДФН у диатомовых водорослей.
Изучив выработку супероксида в диатомовых водорослях при различных уровнях освещенности, Диас и его коллеги пришли к выводу, что, подобно устройству защиты от перенапряжения, создание супероксида защищает клетки в периоды, когда вырабатывается слишком много НАДФН, и восстанавливает баланс, поддерживая фотосинтез на пике эффективности.
Диаз, который присоединился к факультету Скриппса в качестве доцента в этом месяце, проводил это исследование в качестве докторанта в Океанографическом институте Вудс-Хоул в Вудс-Хоул, штат Массачусетс, и в качестве доцента в Институте Скидавей Университета Джорджии. океанографии. Сидней Пламмер, который также участвовал в исследовании, продолжит это исследование в качестве студента Диаса по программе докторантуры Скриппса, начиная с этой осени.
Другими соавторами статьи являются Коллин Хансел, Мак Сайто и Мэтью МакИлвин из Океанографического института Вудс-Хоул, а также Питер Андир из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. Фонд Форда, Национальный научный фонд и Исследовательский фонд Университета Джорджии финансировали работу.