Ich objav v budúcnosti pomôže vedcom lepšie pochopiť, ako vznikla spolupráca medzi rôznymi organizmami na bunkovej úrovni.
Baktérie pod mikroskopom. Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphoto.com
Českí a nemeckí biológovia objavili nový proteín, ktorý je kľúčový pre prepojenie parazitického prvoka a baktérie. Prvok Novymonas esmeraldas patriaci do skupiny trypanosomatidov je najbližším príbuzným prvokov rodu Leishmania, ktorého zástupcovia spôsobujú ochorenia ľudí aj zvierat (napríklad leišmaniózu, známu aj ako aleppské či bagdadské vredy). Tím profesora Jurčenka sa trypanosomatidmi zaoberá dlhodobo.
Práve tento nepatogénny prvok (Novymonas esmeraldas) sa do pozornosti ostravských vedcov dostal už pred niekoľkými rokmi, keď v jeho bunke objavili baktériu Pandoraea novymonadis. Baktéria s ním koexistuje v symbióze a dodáva mu užitočné látky (vitamíny, aminokyseliny a iné), pričom prvok baktérii na revanš poskytuje ochranu a živiny.
Endosymbiózu medzi prvokom Novymonas esmeraldas a baktériou Pandoraea novymonadis sa tímu vedcov z Ostravskej, Českobudějovickej, Kalifornskej a Karlovej univerzity podarilo objaviť už v roku 2016. V štúdii uverejnenej v časopise American Society for Microbiology vedci uviedli, že prvok je parazitický. Jeho hostiteľom je hmyz, s ktorým sa zoznámili počas expedície v Ekvádore.
Endosymbióza
Pod pojmom endosymbióza rozumieme vzťah medzi dvoma organizmami, keď jeden žije v tele druhého. Medzi všeobecne známe endosymbiózy patria napríklad prvoky a baktérie v žalúdku přežúvavcov, ktoré im pomáhajú tráviť celulózu. Ďalším príkladom sú baktérie v korienkoch bôbovitých rastlín (ako je fazuľa či hrach) pomáhajúce rastlinám získavať vzdušný dusík. K endosymbióze môže dochádzať aj pri jednobunkových organizmoch, v takom prípade žije jedna bunka vnútri bunky iného druhu.
Biológovia Prírodovedeckej fakulty Ostravskej univerzity (PřF OU) spolu s kolegami z Parazitologického ústavu Biologického centra Akadémie vied ČR a kolegami z nemeckej Univerzity Heinricha Heineho v Düsseldorfe teraz objavili nový proteín TMP18e, ktorý je kľúčový práve pre spojenie medzi prvokom a baktériou.
„Tento proteín vznikol duplikovaním bežného transmembránového proteínu, ktorý sa vyskytuje v celom rade trypanosomatidov a ktorého funkcia nám nateraz zostáva neznáma. Nový proteín TMP18e pomáha tomu, aby baktéria bola blízko jadra bunky prvoka, kde sa nachádza dedičná informácia DNA. Toto je dôležité pri množení buniek a s ním korešpondujúcom množení baktérií. Na základe našich experimentov sa ukázalo, že bez proteínu TMP18e baktéria síce zostala vnútri bunky, vzdialila sa však od jadra. Celý proces delenia by tak bez proteínu nefungoval a nové bunky by najskôr nemali žiadnu baktériu, čo by mohlo vyústiť v nefunkčnú bunku prvoka, ktorá by od baktérie nezískavala potrebné látky,“ vysvetlil profesor Vjačeslav Jurčenko z PřF OU.
Objav medzinárodného vedeckého tímu publikovaný v prestížnom časopise Current Biology má jeden významný presah. Môže pomôcť pochopiť, ako vznikala spolupráca medzi rôznymi druhmi jednobunkových organizmov a ako sa v rámci historického vývoja táto spolupráca odráža v ich premene (v stavbe, správaní či dedičnosti). Previazanosť prvoka Novymonas esmeraldas a baktérie Pandoraea novymonadis nám objavom proteínu naznačuje možné medzistupne endosymbiózy a aj to, ako mohla prebiehať v histórii.
„Náš objav proteínu TMP18e nás spätne posúva k pochopeniu funkcie bežne sa vyskytujúceho transmembránového proteínu TMEM18 a ďalších podobných proteínov v prvokoch, ktorí hostia rozličné endosymbionty. Práve preto chceme tieto proteíny ďalej študovať, čím môžeme nielen pochopiť ich funkciu, ale tiež odkryť, aké podmienky musia byť splnené, aby dochádzalo k efektívnej endosymbióze a potenciálne aj získať poznatky uplatniteľné v praxi,“ uzatvoril profesor Jurčenko.
Zdroj: TS Ostravská Univerzita, SCIENCE mag
(zh)
