Shop menü

KÜLÖNLEGESEN RENDEZETT DNS-Ű BAKTÉRIUMOKAT TALÁLTAK

Úgy tűnik, hogy egyes baktériumok a genomjukat hisztonoknak nevezett fehérjékbe burkolják, amelyekről eddig úgy hitték, hogy nem is fordulnak elő a bakteriális sejtekben.
Jools _
Jools _
Különlegesen rendezett DNS-ű baktériumokat találtak

A bioRxiv szerveren január 26-án közzétett preprint tanulmány szerzői hisztonoknak nevezett fehérjékről számoltak be két baktériumfajban. Úgy tűnik, hogy a fehérjék baktériumkromoszómák egyes régióihoz kötődnek. Ez teljesen eltér a hisztonok más élőlényekben megfigyelhető elrendeződésétől. Az eukariótáknak nevezett szervezetekben például, amelyek sejtjei membránnal körülvett sejtmaggal rendelkeznek, a DNS a hisztonok köré tekeredik, ahelyett, hogy beléjük burkolózna.

Bár a hisztonok az eukariótákban és az archea nevű mikroorganizmusokban létfontosságúak a kromoszómaszerkezet fenntartásában és a génaktivitás szabályozásában, a szakértők a legutóbbi időkig azt feltételezték, hogy a baktériumokban nem léteznek. Ahogy azonban egyre több bakteriális genomszekvencia vált elérhetővé, egyre több a hisztonokra jellemző szekvenciát azonosítottak, ami megkérdőjelezte ezt a feltételezést. De senki nem végzett funkcionális vizsgálatokat a témában, így nem derült ki, hogy mit csinálnak a fehérjék, amelyeket ezek a gének kódolnak, mondja Remus Dame, a Leideni Egyetem biokémikusa és mikrobiológusa.

Az eukarióta hisztonok szerkezetük és működésük tekintetében figyelemre méltóan egységesek – ez pedig igen frusztráló azon kutatók számára, akik a hisztonok evolúcióját szeretnék tanulmányozni, mondja Karolin Luger, a Coloradói Egyetem biokémikusa. A sokféleség hiánya kérdéseket vet fel a génexpresszió szabályozásának új módjait kereső szintetikus biológusok számára is, mondja Tobias Warnecke, a londoni Imperial College molekuláris evolúcióbiológusa. A szakértő elmondása szerint a kromatin (vagyis a DNS és a kapcsolódó fehérjék) alapvető szerveződése és a génexpresszió működése nagyon hasonló az eukariótákban. Ennek kapcsán pedig elgondolkodik az ember, hogy vajon azért lehet így, mert a hisztonok az egyetlen működő út, vagy esetleg másként is felépülhetnének ezek a rendszerek, mondja Warnecke.

Az archeák hisztonjainak közelmúltbeli vizsgálatai során végre sikerült változatosabb rendszereket azonosítani, ezért Warnecke és Antoine Hocher, az Imperial College rendszerbiológusa úgy döntött, hogy megnézik, milyen meglepetéseket tartogatnak a baktériumok hisztonszerű fehérjéi. Lugerrel és másokkal együtt két olyan faj fehérjéit vizsgálták, amelyek könnyen termeszthetők laboratóriumban: a Leptospira interrogans nevű kórokozó és a Bdellovibrio bacteriovorus nevű ragadozó baktérium fehérjéit. Utóbbi beszivárog a nagyobb baktériumokba, és belülről emészti fel őket, feldarabolva zsákmánya DNS-ét és fehérjéit, hogy építőelemként használhassa fel a saját szaporodásához.

Amikor a kutatók izolálták a B. bacteriovorusból származó hisztonfehérjét, és elemezték a szerkezetét, mind önmagában, mind a DNS-sel való kölcsönhatása közben, meglepődve tapasztalták, hogy nem úgy viselkedik, mint az archeák vagy eukarióták hisztonjai. A bakteriális hisztonok párokba álltak össze, és körülvették a DNS-szálat. A fehérjék hosszú láncai pajzsként simultak a DNS köré, ami jelentősen különbözik az eukariótákban betöltött funkciójuktól. Utóbbiakban a hisztonok úgy csoportosulnak, hogy egy hengeres struktúrákat alkotnak, amelyekre a DNS feltekeredik.

Az egyelőre a felfedezés fényében sem világos, hogy ez a szerkezet tükrözi-e a hisztonok és a DNS kölcsönhatását a valódi baktériumsejtekben, vagy pedig az izolált fehérjékkel való labormunka műterméke, mondja Dame. Ahogy az sem világos, hogy mit csinálnak a hisztonok ebben a különleges elrendezésben. Warnecke szerint elképzelhető, hogy a B. bacteriovorus esetében a hisztonok attól például védik a DNS-t, hogy magába olvassza zsákmánya töredezett genomjának kóbor darabkáit, és ezzel veszélyeztesse saját funkcióit Az is érdekes, hogy az így csomagolt DNS nagyon tömörnek tűnik, így izgalmas lesz feltárni, hogyan csomagolódik ki, ha szükség van egy-egy szakaszára a fehérjeszintézishez.

Vizsgálatuk keretében a kutatók több ezer baktérium genomját tanulmányozták. A genomok mintegy 2%-ában találtak hisztonszerű fehérjéket, ami arra utal, hogy lesz lehetőség más rendszereket is tanulmányozni.

Neked ajánljuk

    Tesztek

      Kapcsolódó cikkek

      Vissza az oldal tetejére