Wyjaśnianie tajemnic przetrwalników bakteryjnych
W przypadku niedoboru pokarmu modelowa bakteria laseczki siennej (Bacillus subtilis) rozpoczyna proces sporulacji, wytwarzając przetrwalniki. Jest to najodporniejszy znany typ komórek, które mogą przetrwać skrajne temperatury, promieniowanie i warunki chemiczne dzięki mechanizmom, które nie są jeszcze w pełni poznane. Co za tym idzie, bakterie, które tworzą przetrwalniki, w tym groźne patogeny, są bardzo oporne na leczenie przeciwbakteryjne i trudne do całkowitego zwalczenia. Mimo znacznych postępów w badaniach nad przetrwalnikami ciągle niewiele wiadomo o ich dojrzałych formach, na przykład dlaczego pozostają w uśpieniu lub jak wychodzą z tego stanu oraz jak są uorganizowane. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu BACTERIAL SPORES (Investigating the nature of bacterial spores) zajęli się tą luką w wiedzy, próbując odpowiedzieć na podstawowe pytania biologii zarodników poprzez badania ich charakterystyki molekularnej. Naukowcy badali naturę przetrwalników przy wykorzystaniu B. subtilis jako układu eksperymentalnego. Przeciwnie do bieżących poglądów wykazali, że w dojrzałych sporach zachodzą zmiany molekularne. Udowodnili również, że na zdolność uśpionych komórek do przejścia w stan aktywnego wzrostu (kiełkowanie) ma wpływ wiek przetrwalników i temperatura inkubacji. Następnie naukowcy szczegółowo przebadali niezwykłą zdolność przetrwalników do przebudzenia, analizując fosfoproteom budzących się przetrwalników, tj. zestaw białek z grupą fosforanową. Zdefiniowano również charakterystyczny etap morfologiczny podczas budzenia się sporów, między kiełkowaniem a wydłużaniem komórki, który nazwano dojrzewaniem, oraz śledzono powstające wtedy białka. Wyniki projektu BACTERIAL SPORES ujawniły również po raz pierwszy, że synteza białek odbywa się podczas kiełkowania. Ponadto zidentyfikowano nowe, specyficzne dla przebudzenia elementy, które mogą być kluczowymi celami terapeutycznymi w zwalczaniu patogenów tworzących przetrwalniki. Uczestnicy projektu opracowali nowe koncepcje w biologii przetrwalników, a w związku z tym wsparli nowe metody zwalczenia patogenów je tworzących. Poza tym, prace projektu BACTERIAL SPORES umożliwiły odkrycie podczas innych inicjatyw komunikacji bakteryjnej poprzez wewnątrzkomórkowe nanorurki i lokalizację mRNA jako czynnika regulacji genetycznej u bakterii.
Słowa kluczowe
Przetrwalniki bakteryjne, patogeny tworzące przetrwalniki, laseczka sienna, sporulacja, fosfoproteom
