Cryptochromeの構造と機能:
-Cryptochromeは、Bristle Wormの目に見られる青色光受容体タンパク質です。
- 光エネルギーを吸収するフラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)発色団で構成されています。
- 光を吸収すると、FAD発色団は化学変化を起こし、ワームの神経系に信号を伝達する一連の分子イベントを引き起こします。
日光と月明かりの検出:
- 日光には、紫外線(UV)、可視、赤外線波長など、広範な光が含まれています。
- 一方、月明かりには、主に可視光で構成される重要なUVおよび赤外線成分がありません。
-Cryptochromeは、可視スペクトルの青緑色の領域に特定の吸収ピークを持っています。これは月明かりに豊富ですが、日光ではそれほど激しくありません。
日光と月明かりの識別のメカニズム:
- 日中は、日光が存在するとき、青緑色の光の高強度が暗号クロームを飽和させ、神経系の信号を妨げます。
- 日没後、月明かりが支配されると、青緑色の光強度が低下すると、暗号が不飽和を維持できます。 Cryptochromeの活動のこの変化は、wormに夜間であることを伝える信号を引き起こします。
- クリプトクロムは本質的に分子スイッチとして機能し、青緑色の光の相対的な存在量または希少性を検出して日光と月明かりを区別します。
この能力は、Bristleワームの生殖挙動にとって特に重要です。多くの種は、月の周期中の特定の夜に卵と精子を水柱に放出し、生殖を捕食者の不在と同期させ、受精の成功を保証します。 Cryptochromeは、これらのワームが適切な月相で生殖活動を正確に時間を計ることを保証します。
クリプトクロムを使用した特定の光波長に対する正確な検出と応答は、生存と生殖の成功において進化的な利点をもたらします。自然の複雑なメカニズムと特定の環境の手がかりへの適応を示しています。