Gli scienziati di Skoltech, in collaborazione con colleghi provenienti da Svizzera, Germania e Stati Uniti, hanno suggerito un nuovo quadro concettuale per prevedere l'evoluzione di complessi tratti bioluminescenti. I ricercatori hanno analizzato i dati sull'evoluzione di un ampio gruppo di proteine ​​bioluminescenti e hanno scoperto che le proteine ​​che sono più centrali nelle reti molecolari tendono ad evolvere modelli più complessi di emissione di luce nel tempo. I risultati dello studio sono riportati in _Nature Communications_.

La bioluminescenza è la produzione ed emissione di luce da parte di un organismo vivente. È un fenomeno comune nell'oceano, dove si stima che oltre il 90% di tutti gli animali produca luce. Oltre a fornire uno spettacolare spettacolo di luci naturali, la bioluminescenza ha molte funzioni importanti, come attirare i compagni, trovare cibo ed evitare i predatori.

L'evoluzione della bioluminescenza è un processo complesso che si è verificato indipendentemente più volte in diversi gruppi di organismi. Studi precedenti hanno identificato diversi fattori chiave che possono influenzare l’evoluzione della bioluminescenza, come condizioni ambientali, interazioni ecologiche e vincoli genetici.

In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato un nuovo approccio per analizzare l’evoluzione della bioluminescenza. Si sono concentrati su un ampio gruppo di proteine ​​bioluminescenti chiamate luciferasi. Le luciferasi sono enzimi che catalizzano la reazione chimica che produce luce. I ricercatori hanno analizzato la struttura molecolare e la funzione delle luciferasi di un'ampia gamma di organismi, inclusi batteri, pesci e insetti.

I ricercatori hanno scoperto che le luciferasi che sono più centrali nelle reti molecolari tendono ad evolvere modelli più complessi di emissione di luce nel tempo. Ciò suggerisce che l'evoluzione della bioluminescenza è influenzata dalla connettività delle luciferasi all'interno delle reti molecolari.

I risultati di questo studio hanno importanti implicazioni per comprendere l’evoluzione di tratti complessi in altri sistemi biologici. Forniscono inoltre un nuovo quadro per prevedere come la bioluminescenza potrebbe evolversi in futuro.

"Il nostro studio fornisce una nuova finestra sull'evoluzione dei tratti complessi", afferma il professor Konstantin Luzyanin della Skoltech, autore senior dello studio. "Abbiamo dimostrato che la connettività delle proteine ​​all'interno delle reti molecolari può influenzare l'evoluzione di modelli complessi di emissione di luce. Ciò suggerisce che la connettività della rete può svolgere un ruolo generale nell'evoluzione di tratti complessi in altri sistemi biologici."