Jak je pohybová struktura jednobuněčných archeí připevněna k jejich povrchu

Výzkumný tým vedený freiburskou mikrobioložkou Prof. Dr. Sonjou-Verenou Albers popsal strukturu proteinu, kterým je na buněčné stěně archeí – typu jednobuněčných forem života – upevněna struktura pohyblivosti. Kromě toho vědci prokázali, že tento protein je pro strukturu a fungování orgánu nezbytný. Své výsledky vědci publikovali v aktuálním vydání časopisu Structure.

Prokaryota, jednobuněčné formy života bez buněčného jádra, se dělí na bakterie a archea. Výzkum archeí byl dosud prováděn mnohem méně, protože dosud nebyly popsány žádné patogenní formy. První izolované archea pocházejí z prostředí, jako jsou horké sirné prameny, horké prameny v hlubokých mořích nebo extrémně slaná jezera. Vědci proto dlouho předpokládali, že archea mohou růst pouze v takových extrémních prostředích. Nyní je známo, že archea, stejně jako bakterie, se mohou vyskytovat téměř ve všech prostředích – mimo jiné ve střevní flóře a na kůži člověka. Tyto objevy se staly podnětem pro nový výzkum.

Pro mikroorganismy je důležité, aby se mohly samy pohybovat: Když se jejich životní podmínky zhorší, jsou pak schopny samy si najít lepší. Pohybová struktura bakterií, bičík, je předmětem podrobného výzkumu již více než 30 let. Skládá se až z 50 proteinů sestavených podle pevně stanoveného sledu událostí. Výsledkem je bičík z bílkovinných vláken, který funguje podobně jako vrtule:

Ještě před několika lety vědci předpokládali, že i archea používají k pohybu bičíky. Sekvenování prvního genomu archeí však odhalilo jasné rozdíly ve struktuře pohybových struktur bakterií a archeí. Zjistilo se, že archea používají k plavání strukturu zvanou archaellum. U modelového organismu Sulfolobus acidocaldarius se skládá z pouhých sedmi podjednotek, ale i přes tuto jednoduchou strukturu dosahuje stejného výkonu jako bičík. Dosud bylo provedeno jen několik strukturních studií podjednotek, které tvoří archaellum. Před dvěma lety Albersův výzkumný tým objevil strukturu motorického proteinu FlaI a prokázal, že spolu s proteiny FlaX a FlaH tvoří motorický komplex archaellu. V nově publikovaném článku vědci popisují protein FlaF, který se specificky váže na jediný protein buněčné stěny modelového organismu a pevně jej tam fixuje. „Je důležité dozvědět se více o těchto strukturách buněčné stěny a povrchu, protože archea je mohou využívat k interakci s okolím – a tedy i s lidskými buňkami,“ říká Albers.