先进的光谱学揭示了珊瑚骨架的形成

由珊瑚形成的骨架在大气二氧化碳的储存中起着关键作用。以前的研究主要集中在成年珊瑚产生矿物质的过程中，这些矿物质会使现有的组织硬化形成骨骼，但珊瑚开始整个矿化过程的确切阶段仍然是一个谜 - 直到现在。

研究人员首次发现了年轻珊瑚中发生的矿化的生物过程，这种珊瑚从浮游生物(游泳)阶段转变为“沉降”阶段，在此阶段，它通过保护其殖民地的矿物形成骨架。这一发现对于了解珊瑚礁形成过程和保护海洋生物免受与全球变暖相关的生态破坏非常重要。它还对使用珊瑚提取物再生和重建人体骨骼的新生物技术发展产生影响。

该研究由Bar-Ilan大学化学系Gil Goobes教授，海法大学Leon H. Charney海洋科学学院的Tali Mass博士和Anat Akiva博士博士进行。 Iddo Pinkas，以色列魏茨曼科学研究所。他们的研究结果最近发表在Nature Communications上。

珊瑚开始作为浮游生物息肉在海中“自由游动”。在某些时候，息肉进入“固定”阶段，其中骨骼的形成开始。这是一种聚合物非常快速地分泌碳酸钙以形成和保护珊瑚礁菌落的过程。适当发展息肉到定居阶段对于珊瑚礁的正常发育至关重要。

在目前的研究中，研究人员检查了这两个阶段发生的生物过程。为此，他们首次使用先进的电子显微镜，微拉曼光谱和核磁共振(NMR)光谱技术应用多学科方法来测试骨架生产中涉及的内部过程。

研究人员分析了游泳和沉降阶段的基因表达，并观察了矿物质的成熟。通过基因分析，他们能够确定已经产生了不同的蛋白质。

他们发现特定基因在第一个(游泳)阶段激活富含谷氨酸的蛋白质，但一旦息肉沉淀并迅速开始分泌碳酸钙，不同的基因就会激活富含天冬氨酸的蛋白质。Goobes教授说：“利用核磁共振，我们已经证明了未成熟的碳酸钙矿物质中富含谷氨酸的蛋白质和骨架结晶碳酸钙中富含天冬氨酸的蛋白质。”换句话说，我们已经证明了这种关系在遗传信息和蛋白质执行的调节活动之间。这些发现的直接意义在于了解珊瑚礁形成的过程以及保护海洋生物免受与气候变化相关的生态破坏。“

确切地知道哪些蛋白质用于加速珊瑚中的矿物质生长对于理解促进人类骨骼生长的因素具有重要意义，因为许多珊瑚骨骼蛋白质与人类骨骼蛋白质具有惊人的相似性。了解生物过程也是模仿和适应人类治疗骨折甚至治疗更深层骨骼和脊柱问题的重要步骤。“在这项研究中，我们已经发现了如何调节骨骼生长。这将促进人体骨移植新的生物技术技术的发展。虽然我们距离理解人类形成骨骼的机制还有很长的路要走。 ，目前的研究是鉴定负责这一过程的基因和蛋白质的重要​​一步，“博士总结

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