Squid pigmentlerin çıkarılması için bir yöntem<em> Doryteuthis pealeii</em
Summary
Kalamar Doryteuthis pealeii kromatoforlardaki nano yapılı granüllerden pigmentlerin çıkarılması için bir protokol verilmektedir.
Abstract
Cephalopods can undergo rapid and adaptive changes in dermal coloration for sensing, communication, defense, and reproduction purposes. These capabilities are supported in part by the areal expansion and retraction of pigmented organs known as chromatophores. While it is known that the chromatophores contain a tethered network of pigmented granules, their structure-function properties have not been fully detailed. We describe a method for isolating the nanostructured granules in squid Doryteuthis pealeii chromatophores and demonstrate how their associated pigments can be extracted in acidic solvents. To accomplish this, the chromatophore containing dermal layer is first manually isolated using a superficial dissection, and the pigment granules are removed using sonication, centrifugation, and washing cycles. Pigments confined within the purified granules are then extracted via acidic methanol solutions, leaving nanostructures with smaller diameters that are void of visible color. This extraction procedure produces a 58% yield of soluble pigments isolated from granules. Using this method, the composition of the chromatophore pigments can be determined and used to provide insight into the mechanism of adaptive coloration in cephalopods.
Introduction
Bu tür kalamar, mürekkepbalığı ve ahtapot gibi kafadan bacaklılar dinamik kamufle ve sinyalizasyon için kendi görünümünü değiştirmek için yeteneği var. 1-6 Bu özellik kromatoforların olarak bilinen pigmentli organların seçici alansal genişleme kısmen destekleniyor. 4,7-9 kromatoforların vardır onlar harekete geçirilir gibi kas lifleri tarafından radyal demirlemiş bir cytoelastic sacculus içinde sınırlı nano yapılı pigment granüllerinin bir ağ ihtiva yumuşak aktüatörler. 1,3, kromatoforlar organı boyunca granülleri dağıtmak sunulan yüzey alanı% 500 genişletin. 3,7 Bu işlem, kromatoforların bir dizi üzerinden birbiriyle uyumlu olduğunda, 10,11, hayvanın genel rengi değiştirilir. Bu pigment granülleri bu renk değişikliğine neden olduğu bilinmekle birlikte, bunların bileşimi bilinmemektedir. Bu izole edilmesi ve gelecekteki kompozisyon çalışmalar için uyarlanabilir chromatophore pigmentler saflaştırmak için bir prosedür açıklanmaktadır.
<p class = "jove_content"> pigment granüllerinin izolasyon multistep çıkarma, homojenizasyon ve arıtma işlemini içerir. 3,12 chromatophore içeren doku kafadanbacaklı itibaren dikkatli çıkarıldıktan ile hasat edilir. Bir sindirim ve homojenizasyon işlem daha sonra chromatophore hücreleri çevreleyen doku ayırmak ve ayırmak için kullanılır. nano yapılı granüller tekrar sonifikasyon ve santrifüjlemeden kullanılarak geri kalan kromatoforların den daha sonra izole edilir ve saflaştırılır. Saflaştırma üzerine, pigmentler, asidik metanol solüsyonları kullanılarak kelebek kanatları görünür renk ekstre uyarlanmış olan bir işlemde granüller elde edilir. 13 tarama elektron mikroskobu (SEM) ve spektrofotometri chromatophore pigmentler kullanarak başarılı şekilde ekstre onaylamak için kullanılan bu süreç.Bu yöntem, C moleküler katılım keşfetmek için kullanılan chromatophore granüller izolasyonunu anlatmaktadıroloration Kafadanbacaklılarda içinde. Bütün hayvanlardan 12 Küçük molekül ekstraksiyon genellikle uzun ve sıkıcı bir süreç olabilir. Buradaki amaç Kafadanbacaklılarda içinde nanoyapılı granüllerden pigmentlerin edinimi için etkili ve kolay protokolün gelecek araştırmacıları bilgilendirmektir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu kalamar chromatophore granüllerden pigmentlerin elde etmek için bir yöntem gösterilmiştir. Özellikle granülleri hedefleyerek, hedefimiz adaptif renklenmeye aracılık rollerini tespit etmektir. Bu yöntem toplu doku örnekleri 14 veya dondurularak kurutulmuş bir cilt 15 kullanılarak cephalopod pigmentler karakterize etmek için tasarlanan önceki raporlarda farklıdır.
Bu protokol, chromatophore pigmentler ekstre etkili olsa da, küçük reaksiyon ölçekle…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors gratefully acknowledge the use of facilities at the University of New Hampshire including the University Instrumentation Center. This work was supported by the University of New Hampshire, Department of Chemistry.
Materials
| Collagenase | Alfa Aesar | 9001-12-1 | No hazard |
| Dithiothreitol | Sigma-Aldrich | 3482-12-3 | Irritant, acute toxicity |
| HEPES | Sigma-Aldrich | 7365-45-9 | Mild irritant |
| Hydrochloric acid | EMD Chemicals | 7647-01-0 | Corrosive |
| k-Aspartate | Sigma-Aldrich | 1115-63-5 | Reacts violently with oxidants |
| Magnesium Chloride | Sigma-Aldrich | 7786-30-3 | Mild eye irritant |
| Methanol | Pharmco-AAPER | 67-56-1 | Highly flammable |
| Mini tablet prtoease inhibitor | Sigma-Aldrich | 469315-90-01 | Corrosive to metal and skin |
| Papain | Sigma-Aldrich | 9001-73-4 | Irritant |
References
- Bell, G. R. R., et al. Chromatophore radial muscle fibers anchor in flexible squid skin. Invertebr Biol. 132 (2), 120-132 (2013).
- Crookes, W. J., et al. Reflectins: The unusual proteins of squid reflective tissues. Science. 303 (5655), 235-238 (2004).
- Deravi, L. F., et al. The structure-function relationships of a natural nanoscale photonic device in cuttlefish chromatophores. J. R. Soc. Interface. 11 (93), 1-9 (2014).
- Mäthger, L. M., Denton, E. J., Marshall, N. J., Hanlon, R. T. Mechanisms and behavioural functions of structural coloration in cephalopods. J. R. Soc. Interface. 6 (2), 149-163 (2009).
- Mäthger, L. M., Hanlon, R. T. Anatomical basis for camouflaged polarized light communication in squid. Biol. Lett. 2 (4), 494-496 (2006).
- Mäthger, L. M., Hanlon, R. T. Malleable skin coloration in cephalopods: selective reflectance, transmission and absorbance of light by chromatophores and iridophores. Cell Tissue Res. 329 (1), 179-186 (2007).
- Cloney, R. A., Brocco, S. L. Chromatophore Organs, Reflector Cells, Iridocytes and Leucophores in Cephalopods. Amer. Zool. 23 (3), 581-592 (1983).
- Hanlon, R. T., Messenger, J. B. Adaptive coloration in young cutttlefish (Sepia officinalis L)- The morphology and development of body patterns and their relation to behaviour. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 320 (1200), 437-487 (1988).
- Sutherland, R. L., Mäthger, L. M., Hanlon, R. T., Urbas, A. M., Stone, M. O. Cephalopod coloration model. II. Multiple layer skin effects. J. Opt. Soc. Am. 25 (8), 2044-2054 (2008).
- Florey, E. Ultrastructure and function of cephalopod chromatophores. Amer. Zool. 9 (2), 429-442 (1969).
- Florey, E., Kriebel, M. E. Electrical and mechanical responses of chromatophore muscle fibers of squid, Loligo opalescens, to nerve stimulation and drugs. Z. Vergl. Physiol. 65 (1), 98-130 (1969).
- Williams, T. L., et al. Contributions of Phenoxazone-Based Pigments to the Structure and Function of Nanostructured Granules in Squid Chromatophores. Langmuir. , (2016).
- Nijhout, H. F. Ommochrome pigmentation of the linea and rosa seasonal forms of Precis coenia (Lepidoptera: Nymphalidae). Arch. Insect. Biochem. Physiol. 36 (3), 215-222 (1997).
- Van Den Branden, C., Decleir, D. A Study of the Chromatophore Pigments in the Skin of the Cephalopod Sepia Officinalis. L. Biol. Jb. Dodonaea. 44 (2), 345-352 (1976).
- Aubourg, S., Torres-Arreola, W., Trigo, M., Ezquerra-Brauer, J. Characterization of Jumbo Squid Skin Pigment Extract and its Antioxidant Potential ina Marine Oil System. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 118, (2016).
