สิ่งมีชีวิตที่เรืองแสงในความมืดได้วิวัฒนาการ
มาอย่างสล็อตเว็บตรงอิสระหลายครั้งในกิ่งก้านต่างๆ ของต้นไม้สายวิวัฒนาการ และถือว่าปลอดภัยที่จะถือว่ามันมีไว้สำหรับการสื่อสารไม่ทางใดก็ทางหนึ่งเสมอ ไม่ว่าคุณจะพยายามล่อเหยื่อที่ก้นทะเล ตกใจหรือสับสน ผู้โจมตี เก็บฝูงของคุณไว้ด้วยกัน หรือส่งสัญญาณความพร้อมของคุณต่อผู้ที่มีแนวโน้มจะเป็นคู่ครอง ความสามารถในการส่งแสงในรูปแบบที่ควบคุมได้จะทำให้คุณได้เปรียบโดยเฉพาะใน สภาพแวดล้อมใต้ท้องทะเลลึก แต่ถึงแม้คุณค่าเชิงวิวัฒนาการของการเรืองแสงจากสิ่งมีชีวิตจะดูชัดเจน แต่คำถามเกี่ยวกับวิธีการทำงานของสารเรืองแสงได้พิสูจน์แล้วว่าตอบยาก
เบาะแสแรกถูกค้นพบเมื่อ 120 ปีที่แล้วโดยนักสรีรวิทยาชาวฝรั่งเศส Raphaël Dubois จากการทดลองกับอวัยวะแสงของด้วงไพโรฟอรัส เขาสรุปว่าต้องมีระบบสององค์ประกอบ: ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไวต่อความร้อนซึ่งเขาเรียกว่าลูซิเฟอเรสและส่วนประกอบเชื้อเพลิงคือลูซิเฟอริน การทำให้ส่วนประกอบต่างๆ บริสุทธิ์กลับกลายเป็นว่าเป็นเรื่องยากทีเดียว และเมื่อ 50 ปีที่แล้วนักวิทยาศาสตร์หนุ่มชาวญี่ปุ่นชื่อ Osamu Shimomura ก็ประสบความสำเร็จในการผลิตผลึกของลูซิเฟอรินบริสุทธิ์ได้สำเร็จ
ไม่กี่ปีต่อมา ชิโมมูระสามารถเปิดเผยกลไกการผลิตแสงของแมงกะพรุน Aequorea ซึ่งการเรืองแสงถูกควบคุมอย่างแน่นหนาโดยความเข้มข้นของแคลเซียมภายในเซลล์ เขายังตั้งข้อสังเกตอีกว่าแสงที่ปล่อยออกมาจากโมเลกุลของอีควอรินในหลอดทดลองนั้นเป็นสีฟ้าสดใส ในขณะที่แมงกะพรุนเรืองแสงด้วยสีเขียว โปรตีนเรืองแสงสีเขียว (GFP) ที่รับผิดชอบในการแปลงพลังงานนี้ได้รับความสนใจเพียงเล็กน้อยในขณะนั้น แต่ปฏิวัติชีววิทยา 30 ปีต่อมา ทุกวันนี้ โปรตีนเรืองแสงที่ปรับแต่งเองถูกใช้เป็นนักข่าวของการกระตุ้นยีนและเอกลักษณ์ของเซลล์ เพื่อแสดงภาพการแปลตำแหน่งย่อยของเซลล์ของโปรตีนที่แท็ก และเพื่อตรวจสอบกิจกรรมของเซลล์โดยแตะที่ระบบผู้ส่งสารที่สองต่างๆ แอปพลิเคชั่นที่เกิดขึ้นใหม่ที่น่าตื่นเต้นที่สุดคือการสร้างภาพกิจกรรมของเซลล์ประสาทในสมองของสัตว์ที่มีชีวิต
ด้วยการใช้งานที่หลากหลาย
ฉันรู้สึกประหลาดใจที่ทราบว่าสิ่งพิมพ์ที่ประกาศลำดับที่สมบูรณ์ของ GFP (D.C. Prasher et al. Gene 111, 229–233; 1992) ได้รับการต้อนรับด้วยคำขอเพียงสองครั้งสำหรับโคลนดีเอ็นเอเสริม อย่างไรก็ตาม ร่างโคลนตัวที่สองได้ลงเอยอยู่ในมือของชายคนหนึ่งที่ไม่เพียงแต่ตระหนักถึงศักยภาพทางวิทยาศาสตร์ (และเศรษฐกิจ) ของมันในทันที แต่ยังมีความคิดสร้างสรรค์และทักษะในการแปลงร่างให้เป็นเครื่องมือที่ทรงพลังอย่างที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน แม้ว่าคุณจะเดาชื่อของเขาได้อยู่แล้ว (นั่นคือ Roger Tsien) คุณก็คงจะยังสนุกกับ Aglow in the Dark, Vincent Pieribone และหนังสือที่มีภาพประกอบสวยงามของ David Gruber ที่เล่าเรื่องได้ดี เป็นการผสมผสานการศึกษาลักษณะนิสัยของผู้คนที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับเรื่องราวการวิจัยอย่างละเอียดเกี่ยวกับเหตุการณ์ที่ไม่น่าจะเกิดขึ้นซึ่งนำไปสู่การค้นพบหลัก ผู้เขียนได้สัมภาษณ์ผู้เล่นหลักหลายคน รวมถึงนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียที่ค้นพบโปรตีนเรืองแสงสีแดงเป็นคนแรก สไตล์การเขียนข่าวของหนังสือเล่มนี้ให้ความรู้สึก ‘จริง’ มากกว่าผู้บุกเบิก Glowing Genes โดย Marc Zimmer (Prometheus, 2005) ซึ่งอาศัยข้อมูลรองเป็นส่วนใหญ่
สลับกับการบรรยายหลักเป็นบทที่อธิบายแนวความคิดพื้นฐาน รวมทั้งธรรมชาติของแสงและรหัสพันธุกรรม แม้ว่าการทัศนศึกษาเหล่านี้อาจช่วยดึงดูดผู้อ่านจากสาขาวิชาอื่น ๆ ได้ แต่ในบางกรณีผู้เขียนใช้แทนเจนต์เพื่อครอบคลุมหัวข้อที่ไม่เกี่ยวข้องกับหัวข้อหลักอย่างชัดเจน เช่น แมวของชโรดิงเงอร์ คำอธิบายแบบยาวของผู้เขียนเกี่ยวกับความสั้นของพัลส์เลเซอร์ที่ใช้สำหรับกล้องจุลทรรศน์แบบสองโฟตอน ดูเหมือนว่าจะได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ผู้ชมที่ไม่ซับซ้อนด้วยข้อเท็จจริงที่อยู่ห่างไกล ‘ว้าว’ ไม่เพียงแต่พวกเขาคำนวณผิด แต่ทำไมเราต้องสนใจด้วยล่ะ?
ตัวอย่างที่ชัดเจน: แมงกะพรุน Aequorea Victoria ใช้โปรตีนเรืองแสงสีเขียวเพื่อเรืองแสงในที่มืด เครดิต: C. MILLS
นอกเหนือจากเรื่องไร้สาระเหล่านี้แล้ว การบรรยายหลักเป็นเรื่องโลดโผน และผู้เขียนได้จับภาพวิธีที่แปลกประหลาดในบางครั้งที่วิทยาศาสตร์ดำเนินไปผ่านการสลับกันของการค้นพบโดยบังเอิญและการทดลองที่เป็นระบบและมีเป้าหมายเป็นเป้าหมาย นักเรียนสงสัยว่าพวกเขาถูกตัดออกไปเป็นนักวิทยาศาสตร์หรือไม่ควรได้รับการสนับสนุนโดยตัวละครที่หลากหลายซึ่งเกี่ยวข้องกับการไขปริศนาของการเรืองแสง
สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเลที่ไม่ชัดเจนเป็นแหล่งข้อมูลสำคัญสำหรับการค้นพบความสำคัญพื้นฐาน ตั้งแต่การบันทึกศักยภาพในการดำเนินการของ Alan Hodgkin และ Andrew Huxley ครั้งแรกในปลาหมึก ไปจนถึง neurotoxins ที่จำเพาะสูงที่ Baldomero Olivera พบในหอยทากรูปกรวยแปซิฟิก ในแง่นี้ เรื่องราวของโปรตีนเรืองแสงเป็นอีกหนึ่งเครื่องเตือนใจถึงคุณค่าของความหลากหลายทางชีวภาพในเวลาที่เหมาะสม การค้นพบช่องไอออนที่กระตุ้นด้วยแสงในปี 2546 จากเซ็นเซอร์แสงของสาหร่ายสีเขียว Chlamydomonas ทำให้หลายคนสงสัยว่ายังมีอะไรอีกบ้างที่รอการค้นพบและนำไปใช้ นอกจากนี้ยังแนะนำว่าส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับเครื่องจักรที่ผู้เขียนพูดคุยกันในบท ‘ไซไฟ’ สุดท้ายของหนังสือเล่มนี้อาจกลายเป็นความจริงได้ในไม่ช้า โดยใช้แสงไม่เพียงแต่เป็นการอ่านกิจกรรมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสล็อตเว็บตรง
