イカから顔料を抽出する方法<em> Doryteuthis pealeii</em
Summary
イカDoryteuthis pealeii色素胞におけるナノ構造の顆粒から顔料の抽出のためのプロトコルが提示されています。
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
このようなイカ、イカ、タコなどの頭足動的にカモフラージュとシグナリングのため、その外観を変更する能力を持っている。1-6この機能は、色素胞として知られている着色された臓器の選択的な面積の拡大によって部分的にサポートされています。4,7-9色素胞されています筋線維によって放射状に固定されているcytoelastic球形嚢の中に閉じ込められたナノ構造色素顆粒のネットワークを含むソフトアクチュエータ。1,3、それらが作動されるように、色素胞は、臓器全体の顆粒を配布提示表面積が500％によって拡大する。3,7このアクションは色素胞の数の上に協調された場合、10,11は 、動物の全体的な着色が変更されます。それは顔料顆粒は、この色の変化に寄与することが知られているが、それらの組成物が不明のままです。私たちは、将来の組成の研究のために適合させることができる色素胞の顔料を分離し、精製するための手順について説明します。
<p classは= "jove_content">色素顆粒の単離は多段階抽出、均質化、および精製手順を必要とする。3,12色素胞含む組織が頭足類から慎重に摘出を通して収穫されます。消化及び均質化処理は、次に、周囲の組織を解離し、色素胞細胞を分離するために使用されます。ナノ構造の顆粒を繰り返し、超音波処理し、遠心分離を用いて、残りの色素胞から単離され、精製されます。精製の際、顔料は酸性メタノール溶液を使用して蝶の羽からの可視色の抽出から適合されたプロセスにおける顆粒から抽出される。13走査電子顕微鏡（SEM）及び分光光度は色素胞顔料が正常に使用して抽出されていることを確認するために使用されていますこのプロセス。この方法は、cの分子の寄与を調査するために使用される色素胞顆粒の単離を記載します頭足類でoloration。動物全体から12小分子の抽出は、多くの場合、長くて退屈なプロセスになることがあります。ここでの目的は、頭足類でのナノ構造の顆粒から顔料を取得するための効果的かつ容易なプロトコルの将来の研究者を通知することです。
Protocol
Representative Results
Discussion
私たちは、イカ色素胞の顆粒から色素を抽出する方法を示しました。特に顆粒を標的とすることによって、私たちの目標は、適応着色の媒介におけるそれらの役割を決定することです。この方法は、バルク組織サンプル14または凍結乾燥した皮膚15を使用して、頭足類の顔料を特徴付けるために設計された従来の報告とは異なります。
このプロトコルは、…
Declarações
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 |
Referências
- 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).
