Cum se fixează structura de motilitate a arheilor unicelulare pe suprafața lor

O echipă de cercetători condusă de microbiologul din Freiburg, Prof. Dr. Sonja-Verena Albers, a descris structura proteinei cu ajutorul căreia structura motilității este fixată pe peretele celular al archaea – un tip de formă de viață unicelulară. În plus, cercetătorii au demonstrat că această proteină este esențială pentru structura și funcționarea organului. Cercetătorii și-au publicat descoperirile în numărul curent al revistei Structure.

Procariotele, forme de viață unicelulare fără un nucleu celular, sunt subdivizate în bacterii și archaea. Au fost efectuate mult mai puține cercetări asupra archaea, deoarece nu au fost descrise încă forme patogene. Primele archaea izolate au provenit din habitate precum izvoarele fierbinți de sulf, izvoarele fierbinți din adâncurile marine sau lacurile extrem de saline. Astfel, oamenii de știință au presupus mult timp că archaea se poate dezvolta doar în medii extreme ca acestea. Acum se știe că archaea, ca și bacteriile, pot fi găsite în aproape toate habitatele – în flora intestinală și pe pielea oamenilor, printre altele. Aceste descoperiri au oferit un stimulent pentru noi cercetări.

Este important ca microorganismele să se poată deplasa pe cont propriu: Atunci când condițiile lor de viață se deteriorează, ele sunt capabile să găsească singure condiții mai bune. Structura de motilitate a bacteriilor, flagelul, a făcut obiectul unor cercetări amănunțite timp de peste 30 de ani. Aceasta constă din până la 50 de proteine asamblate conform unei secvențe fixe de evenimente. Rezultatul este un bici format din filamente de proteine care funcționează ca o elice: Un „motor” la capătul fixat de peretele celular îi permite să se rotească, permițând bacteriei să înoate.

Până acum câțiva ani, oamenii de știință au presupus că și archaea utilizează flageli pentru a se deplasa. Cu toate acestea, secvențierea primului genom arheal a scos la iveală diferențe clare în ceea ce privește structurile de motilitate ale bacteriilor și archaea. S-a descoperit că archaea utilizează o structură numită archaellum pentru a înota. La organismul model Sulfolobus acidocaldarius, aceasta este formată din doar șapte subunități, dar, în ciuda acestei structuri simple, atinge aceleași performanțe ca și flagelul. Până în prezent, au fost efectuate doar câteva studii structurale ale subunităților care alcătuiesc archaellum-ul. În urmă cu doi ani, echipa de cercetare a lui Albers a descoperit structura proteinei motorii FlaI și a demonstrat că aceasta formează complexul motor al archaellumului împreună cu proteinele FlaX și FlaH. În articolul lor recent publicat, cercetătorii descriu proteina FlaF, care se leagă în mod specific de singura proteină a peretelui celular al organismului model și o fixează ferm acolo. „Este important să aflăm mai multe despre aceste structuri de perete celular și de suprafață, deoarece archaea le poate folosi pentru a interacționa cu mediul înconjurător – și, prin urmare, și cu celulele umane”, spune Albers.