NUS-biologer har upptäckt att den räfflade jättemusslan absorberar urea från omgivningen och absorptionshastigheten förbättras genom exponering för ljus.

Jättemusslor lever i näringsfattiga revvatten i Indo-Stillahavsområdet och förlitar sig på symbiotiska zooxantheller för näringsämnen. Zooxanthellae är fotosyntetiska alger och beter sig som små växtliknande organismer som lever i vävnaderna hos många djur som jättemusslor och vissa koraller. Zooxanthellerna ger näringsämnen till jättemusslorna i utbyte mot det boende som de får. Eftersom zooxanthellerna har kvävebrist, värdmusslan måste absorbera exogent kväve från det omgivande havsvattnet och leverera det till dem för att producera näringsämnen. I havsvatten, löst oorganiskt kväve är tillgängligt i form av ammonium, nitrit och nitrat, medan löst organiskt kväve finns tillgängligt som urea och aminosyror.

En forskargrupp ledd av prof Alex Ip, från institutionen för biologiska vetenskaper, NUS har för första gången rapporterat att förutom oorganiskt kväve löst i havsvatten, den räfflade jättemusslan, Tridacna squamosa, kan också få kväve genom att absorbera urea från sin omgivning. I sina experiment, forskarna fann att den räfflade jättemusslan absorberade cirka 1,6 gånger mer urea när den utsätts för ljus (synligt) än i mörker. De hittade också ett protein som liknar DUR3 som produceras i den räfflade jättemusslans gäl. DUR3 är en typ av protein som underlättar förflyttning av absorberat urea i organismer. Nivån av detta DUR3-liknande protein i gälen ökar med cirka åtta gånger under en period av 12 timmar när den räfflade jättemusslan utsätts för ljus. Urea är vanligtvis ett utsöndrande kvävehaltigt avfall hos djur, och de flesta djur har transportörer (som vanligtvis är gjorda av proteiner) för att underlätta utsöndring av urea. Eftersom djur inte kan metabolisera urea, det är spännande att hitta vattenlevande djur som absorberar det från sin omgivning. Forskningsresultaten ger insikter om att komplettera jättemusslor med urea som organiskt kväve för att underlätta deras tillväxt och utveckling under vattenbruk, vilket kommer att påskynda återsådd av jättemusslor tillbaka till korallreven för att kompensera för deras minskande befolkning.

Prof Ip sa, "Våra fynd visar att den räfflade jättemusslan är kapabel till ljusförstärkt ureaabsorption, och dess gäl uttrycker ett DUR3-liknande protein av animaliskt ursprung. Detta ovanliga fenomen kan vara ett resultat av den selektiva fördelen med de nära och långvariga symbiotiska interaktionerna mellan jättemusslan och zooxanthellerna."

"Nedbrytningen av den absorberade urean och utnyttjandet av den resulterande ammoniaken och koldioxiden är endast möjlig genom samarbetet mellan värdmusslan och dess symbiotiska zooxantheller, eftersom den senare innehar enzymet ureas för urea-nedbrytning. De symbiotiska zooxanthellerna kan metabolisera den absorberade urean till ammoniak och koldioxid för att stödja aminosyrasyntes och fotosyntes, vilket är viktigt för musslan, " tillade prof Ip.

Teamet bedriver ytterligare forskning för att karakterisera den ureaaktiva transportören och ureas från zooxanthellae som bor i den färgglada yttermanteln av räfflade jätte musslor, och att undersöka effekterna av ljusexponering på deras gen- och proteinuttrycksnivåer.