Az antarktiszi baktériumok túlélőképességének titkát vizsgálták szegedi kutatók részvételével

Antarktiszi vidék

Az Antarktisz jeges tájain előforduló Psychrobacter nemzetséghez tartozó baktériumfajok túlélőképességének titkát vizsgálták egy nemzetközi projektben, melyben a Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) szakemberei is részt vettek - közölte a Magyar Kutatási Hálózathoz (HUN-REN) tartozó intézmény honlapján.

Hosszú időre képesek hibernálni saját magukat 

A kutatás fő célja annak feltárása volt, hogy a zord körülmények között milyen különleges háttérmechanizmusok teszik lehetővé a túlélést, illetve az alapvető sejten belüli folyamatok közé tartozó fehérjeátíródás, más néven a transzláció folyamatát.

Két jégtorony. Az antarktiszi baktériumok speciális módszerrel alkalmazkodnak a fagyos körülményekhez
Fotó: Forrás: Christin Säwström

Az angol Newcastle-i Egyetem kutatói által vezetett nemzetközi projektben, melynek eredményeit a rangos Nature folyóiratban közölték, egy olyan új, úgynevezett hibernációs faktort fedeztek fel, amelynek segítségével a fagypont alatti hőmérsékleten "hibernált" állapotba kerülnek ezek a baktériumok, hogy majd a kedvezőbb körülmények eljövetelekor gyorsan újra növekedni és osztódni tudjanak. 

A faktor, amely a Balon elnevezést kapta, kötődik a sejten belül lévő riboszómákhoz 

- ahol élő sejtekben a fehérjeátíródás történik - és ideiglenesen megakadályozza a további átíródást, így egyben meg is védi a riboszómákat a hidegstressz által okozott károktól. A kedvezőbb körülmények eljövetelekor a faktor képes gyorsan lekapcsolódni, hogy a fehérjeszintézis minél gyorsabban újra beinduljon, és a sejtek elkezdjenek szaporodni. 

Speciális módszert dolgoztak ki a magyar kutatók 

A kutatók az ilyen téli álmot alvó baktériumok riboszómáinak tanulmányozására a krio-elektronmikroszkópos vizsgálatot használták, amely lehetővé teszi a nagyméretű molekulák szerkezeti elemzését a minták fagyasztásán keresztül. Ennek segítségével kimutatták a Balon faktor jelenlétét; további jellemzése fehérje tömegspektrometriai módszer segítségével történt. Ahhoz, hogy a Balon faktort kódoló gén is pontosan beazonosítható legyen, ki kellett dolgozni olyan genetikai módszereket, melyek segítségével ezek a laboratóriumi körülmények között nehezen növekvő, Psychrobacter fajok DNS-e is módosíthatóvá válhat. 

A kromoszóma DNS-ből és fehérjéből álló kromatinállományának sűrűségét mutató felvétel (vörössel a nagy, kékkel az alacsony sűrűségű részek látszanak)
Fotó: Forrás: Wellcome Image Awards

Ezt az eljárást dolgozta ki Csörgő Bálint, a HUN-REN SZBK, MTA Lendület Génsebészeti Módszertan Kutatócsoport vezetője. Az általa kifejlesztett módszerek segítségével sikerült több Psychrobacter fajból is kiütni a Balon génjét, 

és az így specifikusan módosított baktérium kevésbé hatékonyan bírta már a hideg stresszes körülményeket. 

Különböző DNS-adatbázisokkal összevetve, a gén - vagy annak hasonló változata - sok más fajta baktériumban is jelen van, így ez a faktor bizonyára egy általánosabb stressz védelemnek a része lehet. Érdekes módon a Balon kapcsolatot mutat egy magasabb rendű eukariótákban is található általános fehérje transzlációs faktorral, így evolúciósan is jelentős szerepet tölthet be.