Jak struktura ruchowa jednokomórkowych archaea jest przytwierdzona do ich powierzchni

Zespół badawczy kierowany przez fryburską mikrobiolog prof. dr Sonję-Verenę Albers opisał strukturę białka, za pomocą którego struktura ruchliwości jest przytwierdzona do ściany komórkowej archaea – rodzaju jednokomórkowej formy życia. Ponadto badacze wykazali, że białko to jest niezbędne dla struktury i funkcjonowania tego organu. Naukowcy opublikowali swoje wyniki w bieżącym wydaniu czasopisma Structure.

Prokariota, jednokomórkowe formy życia bez jądra komórkowego, dzielą się na bakterie i archaea. Znacznie mniej badań przeprowadzono nad archaea, ponieważ nie opisano jeszcze form chorobotwórczych. Pierwsze wyizolowane archaea pochodziły z takich środowisk jak gorące źródła siarkowe, gorące źródła w głębinach morskich lub bardzo zasolone jeziora. Naukowcy długo zakładali, że archaea mogą rozwijać się tylko w takich ekstremalnych środowiskach. Teraz wiadomo, że archaea, podobnie jak bakterie, można znaleźć w prawie wszystkich środowiskach – między innymi we florze jelitowej i na skórze człowieka. Odkrycia te stały się bodźcem do nowych badań.

Dla mikroorganizmów ważna jest zdolność do samodzielnego przemieszczania się: Kiedy ich warunki życia ulegają pogorszeniu, są wtedy zdolne do samodzielnego znalezienia lepszych. Struktura ruchowa bakterii, flagellum, jest obiektem szczegółowych badań od ponad 30 lat. Składa się ona z do 50 białek, które łączą się według ustalonej sekwencji zdarzeń. W rezultacie powstaje bicz zbudowany z włókien białkowych, który działa podobnie jak śmigło: Silnik” na końcu przymocowany do ściany komórkowej pozwala mu się obracać, umożliwiając bakterii pływanie.

Do zaledwie kilku lat temu naukowcy zakładali, że archaea również używają flagelli do poruszania się. Jednak sekwencjonowanie pierwszego genomu archeonów ujawniło wyraźne różnice w budowie struktur ruchowych bakterii i archeonów. Okazało się, że archaea do pływania używają struktury zwanej archaellum. U modelowego organizmu Sulfolobus acidocaldarius składa się ono z zaledwie siedmiu podjednostek, ale mimo tej prostej struktury osiąga taką samą wydajność jak flagellum. Do tej pory przeprowadzono tylko kilka badań strukturalnych podjednostek tworzących archaellum. Dwa lata temu zespół badawczy Albersa odkrył strukturę białka motorycznego FlaI i wykazał, że wraz z białkami FlaX i FlaH tworzy ono kompleks motoryczny archaellum. W nowo opublikowanym artykule badacze opisują białko FlaF, które wiąże się specyficznie z jedynym białkiem ściany komórkowej organizmu modelowego i mocno je tam przytwierdza. „Ważne jest, aby dowiedzieć się więcej o tych strukturach ściany komórkowej i powierzchni, ponieważ archaea mogą wykorzystywać je do interakcji ze środowiskiem – a więc również z komórkami ludzkimi” – mówi Albers.

Dostarczone przez.