Molecular analysis of the evolutionary significance of UV-vision in vertebrates Yongsheng Shi and Shozo Yokoyama*

Artiklens hovedspørgsmål Havde den fælles vertebrat stamform UV- syn? Hvordan er UV-syn opstået og mistet i de forskellige organismer? Har UV-syn en adaptiv værdi?

UV-syn λ max = 350 – 400 nm Findes i : fisk,fugle,pattedyr, amfibier,reptiler Bruges til: kommunikation,føde- søgning, pardannelse

Øjets opbygning Nethinde med fotoreceptorceller

Fotopigmenter: Består af: Opsiner (TM-protein) Kromofor (fx vitamin A)

Opsiner: Vertebrater har 4 forskellige opsiner SWS-1 er UV-sensitiv: - TMI-VII –helix (C-og N-terminus er ikke involverede i UV- sensitivitet)

Metoder: valg af stamformer

Metoder: Rekonstruktion Computerbaseret rekonstruktion af SWS1 via: Bayesian (posteriore probabilities) Efterprøvning via empiriske modeller: JTT Dayhoff

Metoder: Rekonstruktion In vitro rekonstruktion af SWS1: Punktmutationer og rekombination af SWS1- sekvenser Kloning Inkubering med kromofor Måling af absorbans

Resultater: Stamformspigmenterne a-g er alle UV- sensitive Pigmentet f (fugle-stamformen) er violet sensitiv (λ max = 393 nm) Fugle-SWS1 er UV-sensitiv: S90C Nyt aa-site involveret i spektral indstilling (L116V) UV-sensitivitet i en række dyr bevaret

Forholdsregler/kontroller: Måling af absorbans: kontrol med H 2 SO 4 (der bryder binding mellem kromofor og opsin)

Forholdsregler/kontroller: Kun TMI-VII-regionen afgør UV- sensitivitet: Chimera proteiner (C- og N-terminus byttes rundt mellem arter)

Forholdsregler/kontroller: Almindeligt forekommende aa- er ikke involveret i UV-sensitivitet: Sekvenserne erstattes af tilsvarende sekvenser fra andre arter / sites med lavere posteriore probabilities

Forholdsregler/kontroller: Fuglenes UV-sensivitet afhænger ikke af indbyrdes topologi: Posteriore probabilities viser at der ikke introduceres nye aa

Konklusion  Havde den fælles vertebrat stamform UV- syn? - Ja (men har den haft den neronale kapacitet til at bearbejde og registrere UV- lyssignalet?)

Konklusion Hvordan er UV-syn opstået og mistet i de forskellige organismer? - UV-syn er bibeholdt i en del organismer (fisk,salamander,kamæleon, mus og rotte), mistet i andre organismer (fx mennesket) og genopstået hos adskillige fuglearter

Konklusion Har UV-syn en adaptiv værdi? - Sandsynligvis:  coelacanthen og delfinen har mistet UV- syn  mennesket kan have mistet sit pga potentielle skadevirkninger  fugles migration  nogle fisk har UV- syn på bestemte tidspunkter i deres udvikling.