Hogyan rögzül a felszínükhöz az egysejtű archaea mozgószerkezete

A freiburgi mikrobiológus, Prof. Dr. Sonja-Verena Albers vezette kutatócsoport leírta annak a fehérjének a szerkezetét, amellyel az archaea – egyfajta egysejtű életforma – sejtfalához rögzül a mozgatószerkezet. A kutatók emellett kimutatták, hogy ez a fehérje nélkülözhetetlen a szerv felépítéséhez és működéséhez. A kutatók eredményeiket a Structure című folyóirat aktuális számában tették közzé.

A prokariótákat, a sejtmag nélküli egysejtű életformákat baktériumokra és archeákra osztják. Az archaea-val sokkal kevesebb kutatást végeztek, mivel még nem írtak le kórokozó formákat. Az első izolált archeák olyan élőhelyekről származnak, mint a forró kénforrások, a mélytengeri forró források vagy a rendkívül sós tavak. A tudósok ezért sokáig azt feltételezték, hogy az archaea csak ilyen szélsőséges környezetben képes növekedni. Ma már tudjuk, hogy az archaea a baktériumokhoz hasonlóan szinte minden élőhelyen megtalálható – többek között a bélflórában és az emberek bőrén. Ezek a felfedezések új kutatásokra ösztönöztek.

A mikroorganizmusok számára fontos, hogy képesek legyenek önállóan mozogni: Ha romlanak az életkörülményeik, akkor képesek maguktól jobbakat találni. A baktériumok mozgási szerkezete, a flagellum már több mint 30 éve részletes kutatások tárgya. Akár 50 fehérjéből áll, amelyek egy meghatározott sorrend szerint állnak össze. Az eredmény egy fehérjefonalakból álló ostor, amely a propellerhez hasonlóan működik: A sejtfalhoz rögzített végén lévő “motor” lehetővé teszi a forgását, és ezzel a baktérium úszását.

Alig néhány évvel ezelőttig a tudósok azt feltételezték, hogy az archaea is flagellákat használ a mozgáshoz. Az első archea genom szekvenálása azonban egyértelmű különbségeket tárt fel a baktériumok és az archaea mozgási struktúráinak felépítésében. Kiderült, hogy az archaea az úszáshoz egy archaellum nevű szerkezetet használ. A Sulfolobus acidocaldarius modellorganizmusban ez mindössze hét alegységből áll, de ennek az egyszerű szerkezetnek az ellenére a flagellummal azonos teljesítményt ér el. Az archaellumot alkotó alegységekről eddig csak kevés szerkezeti vizsgálatot végeztek. Két évvel ezelőtt Albers kutatócsoportja felfedezte a FlaI motorfehérje szerkezetét, és kimutatta, hogy a FlaX és FlaH fehérjékkel együtt az archaellum motoros komplexét alkotja. Most megjelent cikkükben a kutatók leírják a FlaF fehérjét, amely specifikusan kötődik a modellorganizmus egyetlen sejtfalfehérjéhez, és ott szilárdan rögzíti azt. “Fontos, hogy többet tudjunk meg ezekről a sejtfal- és felszíni struktúrákról, mivel az archaea ezeket használhatja a környezettel – és így az emberi sejtekkel is – való kölcsönhatásra” – mondja Albers.