Vallankumouksellinen tutkimus: Kuinka endosymbiontit muokkaavat solujamme!

Vallankumouksellinen tutkimus: Kuinka endosymbiontit muokkaavat solujamme!

Professori tohtori Eva Nowackin johtama ryhmä teki äskettäin merkittävän edistyksen organellien ja niiden kehityksen tutkimuksessa, joka esiteltiin Heinrich Heinen yliopistossa Düsseldorfissa. Tutkimuksesi, julkaistu lehdessä Tiede edistyy julkaistiin, käsittelee endosymbionttien assimilaatioprosessia, jotka alun perin integroitiin eukaryooteihin itsenäisinä organismeina.

Tutkimus keskittyy yksisoluiseen siimakalvoonAngomonas deanei, joka elää hyönteisten suolistossa ja elää rinnakkain endosymbiontin kanssa. Historiallisesti 40–120 miljoonaa vuotta sitten Strigomonadinaen esi-isä absorboi protobakteerin, josta tuli endosymbiontti. Tällä endosymbiontilla on ratkaiseva rooli tarjoamalla isäntäsolulle tärkeitä metaboliitteja ja yhteistekijöitä.

Endosymbiontit ja niiden tehtävät

Merkittävä näkökohta tutkimuksessa on havainto, että jokaisella isäntäsolulla on täsmälleen yksi endosymbiontti, joka jakaa sen kanssa. Tutkimusryhmä raportoi isäntäsolujen ja niiden endosymbionttien välisistä vuorovaikutuksista jo vuonna 2022. Nykyiset tutkimukset osoittavat, että ETP9-proteiinilla on keskeinen rooli endosymbiontin jakautumiskohdan merkitsemisessä. ETP9:n kerääntyminen tähän kohtaan on syklistä riippuvaista, ja kaikki sen tuotannon kokeelliset häiriöt johtavat filamenttimuotojen muodostumiseen, jotka eivät voi jakautua edelleen.

Ryhmä havaitsi myös, että Strigomonadinae-endosymbiontit ovat menettäneet lähes kaikki solunjakautumisgeenit paitsi FtsZ-geenin, joka on yksi harvoista jäljellä olevista bakteerisolujen jakautumisgeeneistä. Tämä viittaa siihen, että endosymbiontti sisäänA. Deaneion välivaiheessa autonomisen bakteerin ja täysimittaisen organellin välillä. Toiminnot, joita geenit aikoinaan suorittivat autonomisen selviytymisen takaamiseksi, siirtyvät yhä enemmän isäntäsolun tumaan.

Tutkimusnäkökulmat

Nämä havainnot eivät ole pelkästään akateemista mielenkiintoa, vaan ne myös avaavat uusia mahdollisuuksia synteettisten symbioosien kehittämiseen. Tulevat tutkimukset voisivat tuottaa synteettisiä endosymbiontteja, joita ydin ohjaa suoraan. Tällä tutkimusalueella voi olla kauaskantoisia vaikutuksia ymmärryksemme symbioosista ja solubiologiasta.

Tutkimus myösAngomonas deaneion osa laajempaa pyrkimystä tuoda valoa Trypanosomatidae-heimon uusiin piirteisiin. Edellinen tutkimus proteiineistaAngomonas deaneijaStrigomonas culicisja niiden endosymbiontit julkaistiin lehdessä jo vuonna 2013 PLoS One julkaistu, mikä korostaa näiden aiheiden pitkäaikaista merkitystä.

Tämän nykyisen tutkimuksen tuloksetAnay Mauryaet ai. ovat lupaavia ja auttavat täydentämään kuvaa organellien evoluutiosta bakteereista. Tämän alueen lisätutkimukset tarjoavat epäilemättä ratkaisevia vastauksia kysymyksiin, jotka vaikuttavat solu- ja evoluutiobiologian perusteisiin.