W środku centrum zarządzania kryzysowego komórki bakterii
Naukowcy, których badania finansowane są ze środków unijnych rzucili więcej światła na bakteryjne centra zarządzania kryzysowego, olbrzymie molekuły, które pomagają bakterii szybko reagować na przeróżne obciążenia i zagrożenia. Wyniki opublikowane w najnowszym numerze czasopisma Science pozwalają lepiej zrozumieć, w jaki sposób bakterie zdolne są do przetrwania w trudnym i zmieniającym się otoczeniu. W ośrodku systemu zarządzania obciążeniami, na które narażona jest bakteria, znajduje się duża molekuła zwana "stresosom". Okazało się, że badane bakterie dysponują około 20 strukturami tego typu, które są rozmieszczone dosyć równomiernie wewnątrz komórki. Stresosomy są w stanie szybko odpowiedzieć na przeróżne czynniki środowiskowe, w tym na zmiany oświetlenia, temperatury czy zasolenia, uruchamiając reakcje, które mają zapewnić przetrwanie komórki. Do tej pory mechanizmy kierujące tym procesem były nieznane. W ramach swoich ostatnich badań naukowcy wykorzystali najnowsze techniki obrazowania oraz brytyjski synchrotron Diamond w poszukiwaniu drogi do serca stresosomu. Dzięki temu mogli obserwować aktywność poszczególnych białek w stresosomie. W momencie zmiany środowiska zewnętrznego w potencjalnie szkodliwy dla bakterii sposób, sygnał ostrzegawczy jest wysyłany z powierzchni komórki do jej wnętrza. Kiedy tylko stresosom wykryje sygnał ostrzegawczy, pewna liczba białek o nazwie RSBT odrywa się od struktury. Wywołuje to cały łańcuch reakcji, doprowadzając do wytworzenia ponad 150 nowych białek, które pomagają komórce przystosować się i przetrwać w nowym środowisku. "Szereg zdarzeń wewnątrz komórek bakterii, które mają miejsce w następstwie otrzymania przez stresosom sygnału ostrzegawczego powoduje, że konkretne geny wewnątrz komórki są bardziej transkrybowane" - wyjaśnia profesor Marin van Heel z Imperial College w Londynie, w Wielkiej Brytanii. "To oznacza, że niektóre geny aktywne już wewnątrz komórki są "podkręcane" w taki sposób, aby zwiększyć liczbę poszczególnych białej w komórce. Zmiany w charakterze białka komórki umożliwiają jej przetrwanie w nieprzyjaznym lub wymagającym środowisku." "Stresosomy komórki świetnie wywiązują się ze swoich obowiązków jako centra zarządzania kryzysowego, ponieważ zapewniają bardzo szybką i skuteczną odpowiedź na zagrożenie" - dodaje dr Tim Grant, również z Imperial College w Londynie. "Reakcja łańcuchowa, którą uruchamiają przynosi efekty naprawdę szybko, co pozwala bakteriom na przystosowanie się do zmian w otoczeniu niemal natychmiast." Zespół planuje teraz wykorzystać jeszcze bardziej zaawansowane techniki obrazowania, aby dogłębniej zbadać funkcjonowanie stresosomu. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki wykorzystaniu nowego, wysokiej rozdzielczości mikroskopu krio-elektronowego w Instytucie im. Maxa Plancka w Martinsried, w Niemczech, będą w stanie zobaczyć poszczególne elementy budulca białek, z których składa się stresosom. Źródłem unijnego wsparcia był projekt 3DEM (Trójwymiarowa mikroskopia elektronowa) finansowany w ramach tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR).