最新研究顯示，建造珊瑚礁的珊瑚具有一種獨特的機制，能夠利用環境中的氯離子在紫外線光和可見光之間切換其光敏感性。這一突破性發現為理解蛋白質工程和功能提供了全新的視角。來自大阪市立大學科學研究所的最新研究根本改變了科學界對於感光蛋白（opsins）如何運作的認識。一般來說，大多數動物的感光蛋白中，一種帶負電的氨基酸充當反離子，以使其能夠吸收可見光。然而，這項新的研究發現某些珊瑚的感光蛋白在此功能上依賴環境中的氯離子，這對於野生型的動物感光蛋白而言，是一個新穎的發現。
這一新機制揭示了儘管珊瑚缺乏眼睛，它們仍然能夠感知和回應光線，換句話說，這是它們如何適應環境的表現。理解這一點對於評估珊瑚如何應對氣候變化所帶來的威脅，尤其是海洋酸化（通常伴隨 pH 值變化）至關重要。最近發表在《ELife》的研究中，大阪的研究人員調查了珊瑚 Acropora tenuis 如何探測光線並對海洋環境的變化作出反應。雖然珊瑚沒有眼睛或大腦，但它們並不是盲目的。它們利用稱為感光蛋白的蛋白質——這也是人類視網膜中發現的感光蛋白家族成員——來檢測環境中的光線。然而，研究人員卻發現了一組新的感光蛋白。
這些 ASO-II 感光蛋白擁有獨特的性質，使得珊瑚與哺乳動物有所不同。通過突變實驗、光譜學以及高度精確的模擬，研究人員研究了這一新型光感知機制，特別是針對 Antho2a 感光蛋白的特性。與其他動物感光蛋白使用氨基酸不同，ASO-II 感光蛋白利用氯離子。根據新聞稿，這是科學家首次報導以這種方式使用無機離子的感光蛋白。研究的主要作者之一、Terakita 實驗室的博士後研究員坂井佑介表示：「我們發現氯離子對施夫鹼的穩定性較氨基酸弱，因此這些感光蛋白可以根據 pH 值在可見光敏感性和紫外線敏感性之間可逆切換。」
建造珊瑚礁的珊瑚能夠根據其環境的酸度在可見光與紫外線光之間切換其敏感性。在酸性條件下，它們的感光蛋白能檢測到可見光；而在鹼性條件下，則轉回對紫外線的敏感性。這種切換能力可能與珊瑚和藻類之間的關係緊密相關。因為生活在珊瑚細胞內的藻類在光合作用過程中改變內部 pH，這使得珊瑚的光敏感性能夠實時調整，從而保持這種共生關係的微妙平衡。
這一發現對生物技術的未來也帶來了希望。大阪市立大學科學研究所的教授、此次研究的主要作者之一小柳光雅表示：「Acropora tenuis 的 ASO-II 感光蛋白在光依賴的方式下能調節鈣離子，這提示它可能作為一種光遺傳學工具，並且其波長敏感性會隨 pH 的變化而改變。」這些珊瑚感光蛋白可以以光依賴的方式調節鈣離子，這表明它們可能被開發為光遺傳學工具，具備獨特的優勢：它們的波長敏感性本身隨著 pH 的變化而改變，這為生物學和醫學中的新型光控制形式開啟了新的大門。該研究已發表在《ELife》上。
