Επαναστατική έρευνα: Πώς τα ενδοσυμβίωση διαμορφώνουν τα κύτταρά μας!

Επαναστατική έρευνα: Πώς τα ενδοσυμβίωση διαμορφώνουν τα κύτταρά μας!

Σημαντική πρόοδος στην έρευνα για τα οργανίδια και την εξέλιξή τους πραγματοποιήθηκε πρόσφατα από μια ομάδα με επικεφαλής την καθηγήτρια Δρ. Eva Nowack που παρουσιάστηκε στο Πανεπιστήμιο Heinrich Heine στο Ντίσελντορφ. Η μελέτη σας, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Προόδους της Επιστήμης δημοσιεύτηκε, ασχολείται με τη διαδικασία αφομοίωσης των ενδοσυμβίων, τα οποία αρχικά ενσωματώθηκαν στους ευκαρυώτες ως ανεξάρτητους οργανισμούς.

Η έρευνα επικεντρώνεται στο μονοκύτταρο μαστίγωμαΑγγομώνας δεάνει, που ζει στα έντερα των εντόμων και συνυπάρχει με ένα ενδοσύμβιο. Ιστορικά, μεταξύ 40 και 120 εκατομμυρίων ετών πριν, ένας πρόγονος των Strigomonadinae απορρόφησε ένα πρωτοβακτήριο που έγινε ενδοσύμβιος. Αυτό το ενδοσυμβίωμα παίζει κρίσιμο ρόλο παρέχοντας στο κύτταρο ξενιστή σημαντικούς μεταβολίτες και συμπαράγοντες.

Ενδοσυμβίωση και οι λειτουργίες τους

Μια αξιοσημείωτη πτυχή της μελέτης είναι το εύρημα ότι κάθε κύτταρο ξενιστής έχει ακριβώς ένα ενδοσυμβίωμα που μοιράζεται μαζί του. Η ερευνητική ομάδα είχε ήδη αναφέρει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κυττάρων-ξενιστών και των ενδοσυμβίων τους το 2022. Οι τρέχουσες μελέτες δείχνουν ότι η πρωτεΐνη ETP9 παίζει κεντρικό ρόλο στη σήμανση της θέσης διαίρεσης του ενδοσυμβίωσης. Η συσσώρευση του ETP9 σε αυτή τη θέση εξαρτάται από τον κύκλο και οποιαδήποτε πειραματική διαταραχή της παραγωγής του έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό νηματωδών μορφών που δεν μπορούν να διαιρεθούν περαιτέρω.

Η ομάδα ανακάλυψε επίσης ότι τα Strigomonadinae endosymbionts έχουν χάσει σχεδόν όλα τα γονίδια κυτταρικής διαίρεσης εκτός από το γονίδιο FtsZ, ένα από τα λίγα εναπομείναντα γονίδια βακτηριακής κυτταρικής διαίρεσης. Αυτό υποδηλώνει ότι το ενδοσύμβιον σεΑ. Δεανεήβρίσκεται σε ένα ενδιάμεσο στάδιο μεταξύ ενός αυτόνομου βακτηρίου και ενός πλήρους οργανιδίου. Οι λειτουργίες που κάποτε εκτελούσαν τα γονίδια για αυτόνομη επιβίωση αναλαμβάνονται όλο και περισσότερο από τον πυρήνα του κυττάρου ξενιστή.

Προοπτικές έρευνας

Αυτά τα ευρήματα δεν έχουν μόνο ακαδημαϊκό ενδιαφέρον, αλλά ανοίγουν και νέες δυνατότητες για την ανάπτυξη συνθετικών συμβιών. Οι μελλοντικές μελέτες θα μπορούσαν να παράγουν συνθετικά ενδοσυμβίωση που ελέγχονται άμεσα από τον πυρήνα. Αυτός ο τομέας της έρευνας θα μπορούσε να έχει εκτεταμένες επιπτώσεις στην κατανόησή μας για τη συμβίωση και την κυτταρική βιολογία.

Η έρευνα επίσηςΑγγομώνας δεάνειαποτελεί μέρος μιας ευρύτερης προσπάθειας να ρίξει φως σε νέες πτυχές της οικογένειας Trypanosomatidae. Μια προηγούμενη μελέτη για τις πρωτεΐνες τουΑγγομώνας δεάνεικαιStrigomonas culicisκαι οι ενδοσυμβίβασές τους δημοσιεύτηκαν ήδη στο περιοδικό το 2013 PLoS One δημοσιευθεί, υπογραμμίζοντας τη μακροχρόνια συνάφεια αυτών των θεμάτων.

Τα αποτελέσματα αυτής της τρέχουσας μελέτης απόAnay Mauryaet al. είναι πολλά υποσχόμενα και βοηθούν στην ολοκλήρωση της εικόνας της εξέλιξης των οργανιδίων από βακτήρια. Περαιτέρω έρευνα σε αυτόν τον τομέα θα δώσει αναμφίβολα οριστικές απαντήσεις σε ερωτήματα που επηρεάζουν τα θεμελιώδη στοιχεία της κυτταρικής και εξελικτικής βιολογίας.