رفلکتین

**رفلکتین** ، خانواده‌ای از پروتئین‌های ناهنجار ذاتی هستند که توسط تعداد مشخصی از سرپایان از جمله یوپریمنا (Euprymna scolopes) و دوریتئوتیس (Doryteuthis opalescens) برای تولید استتار و سیگنال‌دهی رنگین‌تابی فرگشت یافته‌اند. خانواده پروتئینی که اخیراً شناسایی شده است، غنی از اسیدهای آمینه آروماتیک و حاوی گوگرد است و توسط برخی از سرپایان برای شکست نور تابشی در محیط خود استفاده می‌شود. پروتئین رفلکتین مسئول رنگدانه‌سازی پویا و رنگین‌تابی در موجودات زنده است. این فرآیند به‌دلیل خواص برگشت‌پذیر آن "پویا" است و به رفلکتین اجازه می‌دهد تا ظاهر یک موجود زنده را در پاسخ به عوامل خارجی مانند نیاز به استتار یا ارسال سیگنال‌های هشدار دهنده تغییر دهد.

پروتئین‌های رفلکتین احتمالاً در لایه بیرونی سلول‌هایی به نام «سلول‌های غلاف» توزیع شده‌اند که سلول‌های رنگدانه‌ای یک موجود زنده را که به‌عنوان کروماتوسیت نیز شناخته می‌شوند، احاطه کرده‌اند. توالی‌های خاصی از رفلکتین، سرپایان را قادر می‌سازد تا با تنظیم رنگ و بازتاب، ارتباط برقرار کرده و استتار کنند.
وسط|بندانگشتی|835x835پیکسل|ترکیب لایه لوکوفور

## منشاء
فرض بر این است که رفلکتین از نوعی ترانسپوزون (Transposons) (با نام مستعار ژن‌های پرشی) سرچشمه گرفته است، که یک توالی دی‌ان‌ای است که می‌تواند با رمزگذاری یک آنزیم، موقعیت‌ها را در ماده ژنتیکی تغییر دهد. آنزیم رمزگذاری شده، ترانسپوزون را از یک مکان در ژنوم جدا کرده و آن را به مکان دیگری متصل می‌کند. "پرش‌های" ترانسپوزون می‌تواند جهش‌هایی ایجاد یا معکوس کند که هویت ژنتیکی سلول را تغییر می‌دهد و منجر به ویژگی‌های جدید می‌شود. این فرآیند را می‌توان به عنوان عملکرد "برش و چسباندن" در نظر گرفت. توانایی ترانسپوزون‌ها برای سازگاری در یک ژنوم و تغییر سریع هویت آن، ویژگی‌ای است که شباهت زیادی به رفتار رفلکتین دارد.

یک جد دیگر می‌تواند آلیوویبریو فیشری (Aliivibrio fischeri) همزیست باشد که یک باکتری زیست‌تاب (تولید و انتشار نور) است که اغلب در روابط همزیستی یافت می‌شود. از آنجایی که رفلکتین و آلیوویبریو فیشری عملکردهای مشابهی مانند ایجاد ظاهری رنگین‌تابی در موجودات زنده دارند، تصور می‌شود که رفلکتین نیز مانند آلیوویبریو  فیشری همزیست است و توسط سرپایان برای تعامل با محیط خود استفاده می‌شود.

## ساختار
رفلکتین یک پروتئین نامنظم است که از توالی‌های اسید آمینه‌ی حفاظت‌شده تشکیل شده است. هر توالی شامل ترکیبی از اسیدهای آمینه‌ی استاندارد و حاوی گوگرد است. اگرچه ساختار پایه را می‌توان استنباط کرد، اما ساختار مولکولی دقیق آن هنوز مشخص نشده است. خواص برهمکنش نوری رفلکتین را می‌توان به ساختار سلسله مراتبی منظم و پیوند هیدروژنی آن نسبت داد.

## رفلکتین در غشاها
رفلکتین‌ها اکثر بازتابنده‌های براگ را تشکیل می‌دهند که توسط فرورفتگی‌های (Invagination) غشای سلولی تشکیل می‌شوند. بازتابنده‌های براگ مسئول بازتاب رنگ در نوعی سلول پوستی به نام ایریدوسیت (سلول‌های رنگدانه‌ای) هستند. بازتابنده‌ها از لایه‌های نازکی (Lamella) تشکیل شده‌اند که به‌صورت دوره‌ای روی هم قرار گرفته‌اند و لایه‌های نازکی از بافت هستند که به یک غشا متصل شده‌اند. رنگ و روشنایی نور منعکس شده توسط بسیاری از گونه‌ها توسط ضخامت، فاصله و ضریب شکست (سرعت عبور نور از غشا) لایه‌های براگ تعیین می‌شود. تغییر در ضخامت غشا باعث خروج آب از لایه‌های براگ می‌شود که اساساً آن را آبگیری می‌کند، ضریب شکست آنها را افزایش می‌دهد و ضخامت و فاصله را کاهش می‌دهد. این امر منجر به افزایش بازتاب از لایه‌های براگ و تغییر رنگ نور منعکس شده می‌شود. این تغییر علاوه بر این به سلول‌هایی که در ابتدا شفاف بودند اجازه می‌دهد تا درخشندگی بیشتری داشته باشند.

## عملکردها
رفلکتین قادر است اطلاعات را از سیگنال‌ها برای یک فرآیند مداوم برای تنظیم دقیق فشار اسمزی ساختارهای زیر سلولی 

سرپایان دریافت کند. این فرآیند مداوم برای تنظیم رفتار فوتونیک یا به عبارت دیگر، کنترل نحوه تغییر رنگ یک موجود زنده استفاده می‌شود. اجزای رفلکتین بار مثبت بسیار قوی دارند. سیگنال‌های عصبی به سلول‌های ایریدوفور (که کروماتوفور نیز نامیده می‌شوند) ارسال می‌شوند که سلول‌های حاوی رنگدانه هستند و بار منفی به رفلکتین اضافه می‌کنند. با متعادل شدن بارها، پروتئین تا می‌خورد تا یک سطح چسبنده را نمایان کند و باعث شود مولکول‌های بازتابنده به هم بچسبند. این فرآیند تا زمانی که پروتئین‌های بازتابنده کافی برای تغییر فشار سیال غشای دیواره‌های سلولی جمع شوند، تکرار می‌شود. ضخامت غشا با خروج آب کاهش می‌یابد، فرآیندی که طول موج نور منعکس شده را تغییر می‌دهد. با تطبیق غشای یک موجود زنده برای بازتاب طول موج‌های مختلف، بازتاب به سرپایان اجازه می‌دهد تا از رنگ‌های مختلف قرمز، زرد، سبز و آبی تغییر کنند و همچنین روشنایی رنگ پیش‌بینی شده را تنظیم کنند.

## تحقیقات فعلی

* تیم‌های تحقیقاتی ICB (موسسه همکاری بیوتکنولوژی) کشف کردند که مونتاژ رفلکتین می‌تواند به صورت الکتریکی تنظیم دقیق شود، که رویکرد جدیدی را برای کنترل ماشین‌های پروتئینی مشابه رفلکتین پیشنهاد می‌دهد. دستکاری زیستی-غیرزیستی با تنظیم دقیق الکتریکی مونتاژ رفلکتین.
* محققان دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا ممکن است بر اساس عملکردهای مشابه با تبدیل‌های کنترل‌شده توسط رفلکتین، پیامدهایی برای مهندسی مولکولی داشته باشند. اکتشافات در مورد رفلکتین حتی ممکن است راهی به سوی درمان بیماری آلزایمر نشان دهد. فرآیندهای مورد استفاده توسط رفلکتین مشابه فرآیندهایی است که هنگام تجمع پروتئین‌ها در مغز در طول پیشرفت بیماری‌های مرتبط با پروتئین مانند آلزایمر و پارکینسون مشاهده می‌شود. درک چگونگی معکوس کردن آسیب‌شناسی مغزی.
* محققان فکر می‌کنند که مکانیسم‌های برگشت‌پذیر مورد استفاده توسط پروتئین رفلکتین ممکن است برای توسعه سلول‌ها و بافت‌های زنده و پویای انسانی تکرار شوند. این یافته‌ها می‌تواند در توسعه ابزارهای بیوفوتونیک مورد استفاده در علم مواد و مهندسی زیستی به کار رود. مهندسی نوری سلول‌های انسانی
* بر اساس عملکرد رفلکتین در استتار سرپایان، محققان معتقدند که می‌توان ماده‌ای برای رشد سلول‌های عصبی و پیش‌ساز انسان ایجاد کرد. استفاده از رفلکتین به عنوان ماده‌ای برای رشد سلول‌های بنیادی عصبی.

## کاربرد در مهندسی زیستی
رفلکتین‌ها به صورت هترولوگ (Heterologous expression) در سلول‌های پستانداران بیان شده‌اند تا ضریب شکست آنها را تغییر دهند.

## منابع
رده:پروتئین‌های نرم‌تنان
رده:زیست‌شناسی دریایی
رده:پدیده‌های چشمی
رده:ماهی مرکب دم‌کل