10-01-2025
Jak bakteria robi przemeblowanie w swojej komórce?
Polski zespół naukowców odkrył istorę maszynerii produkującej białka.
|
Zamknij X
|
Polski zespół naukowców odkrył i opisał, jak podczas tworzenia spory u bakterii laseczki siennej zmienia się położenie rybosomów, czyli maszynerii produkującej białka. Badacze pokazali też, jakie niezbędne zmiany muszą zajść w budowie komórki, aby powstała dojrzała spora.
Kiedy populacja bakterii wyczuwa brak substancji odżywczych, większość komórek bakteryjnych wytwarza spory – formy przetrwalnikowe odporne na ekstremalne warunki środowiskowe. Gdy korzystne warunki powracają - spora “budzi się” do życia. Jeśli więc już bakteria wytworzy taką sporę - bardzo trudno się jej pozbyć, co jest problemem w dezynfekcji i walce z infekcjami bakteryjnymi.
Naukowcy z Pracowni Traslatomiki IBB PAN we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Wrocławskiego zbadali więc, co dokładnie dzieje się, kiedy komórka bakterii wytwarza spory. Na warsztat wzięli sporulację u bakterii Bacillus subtilis. O swoich badaniach poinformowali w przesłanym PAP komunikacie.
“Bakterie nie posiadają organelli komórkowych takich jak mitochondria czy jądro komórkowe. Przez długi czas wydawało się więc, że komórki bakteryjne to nieuporządkowany system makromolekuł ograniczonych błoną i ścianą komórkową. Tymczasem nasze badania pokazują wyraźnie, że wewnętrzne życie bakterii jest skrupulatnie zorganizowane i podzielone na funkcjonalnie zróżnicowane strefy” – mówi w wypowiedzi dla PAP kierowniczka zespołu dr hab. Agata Starosta z IBB PAN.
Z badań, które ukazały się w “Nature Communications” wynikło, że w komórkach B. subtilis proces translacji (a więc tłumaczenie kodu genetycznego na białka) podczas tworzenia spory i maszyneria translacyjna są czasowo i przestrzennie zorganizowane. Za centrum kontroli rozwoju komórki uznać można asymetryczną przegrodę. A powstająca endospora „dziedziczy” rybosomy od komórki-matki.
Obrazy mikroskopowe SIM ukazują proces sporulacji (tworzenia przetrwalników) u bakterii Bacillus subtilis. W pierwszym rzędzie (a) widzimy, jak komórki bakterii zmieniają się w czasie sporulacji. Obserwujemy, jak komórka dzieli się asymetrycznie, tworząc mniejszą komórkę-sporę wewnątrz większej komórki-matki. Rybosomy zostały wyznakowane białkiem fluorescencyjnym GFP, a obrazy mikroskopowe przetworzone tak, aby reprezentowały intensywność sygnału fluorescencji (niebieski - niski; biały – wysoki). Drugi rząd (b) przedstawia proces sporulacji w mutancie nieposiadającym genu białka odpowiedzialnego za hydrolizę peptydoglikanu asymetrycznej przegrody (ΔspoIID). Widzimy, że rybosomy nie napływają do tworzącej się spory, w konsekwencjo czego, spora nie dojrzewa. Rysunkowy model procesu sporulacji szczepu dzikiego B. subtilis i mutanta ΔspoIID ilustrujący translokację chromosomu i rybosomów do rozwijającej się spory. Chromosom przedstawiono w kolorze szarym, RpsB/rybosomy w kolorze zielonym, a polimerazę RpoC w kolorze żółtym. Źródło: O. Iwańska et al. Nature Communications
Stosując nowoczesne techniki obrazowania, takie jak SIM (z ang. mikroskopia światła strukturalnego) oraz mikroskopia fluorescencyjna z zastosowaniem eksperymentów bazujących na chemii „klik” do obrazowania syntezy białek w akcji, naukowcy zaobserwowali dynamiczne zmiany w lokalizacji rybosomów podczas sporulacji.
„Do tej pory wiedzieliśmy, że aby powstała spora w B. subtilis, niezbędny jest asymetryczny podział komórki, utworzenie tzw. asymetrycznej przegrody, oraz przetransportowanie chromosomu bakteryjnego do nowoutworzonego przedziału w komórce-matce, jakim jest prespora. Dzięki naszym badaniom, zaobserwowaliśmy, że również lokalizacja rybosomów podlega ścisłej kontroli przestrzennej i czasowej, a głównym czynnikiem organizacyjnym jest tu asymetryczna przegroda, która służy jako centrum kontroli rozwoju spory, w tym regulacji translacji” – tłumaczy dr hab. Starosta.
Aby jednak prespora przekształciła się w dojrzałą sporę, musi zostać zaopatrzona przez komórkę-matkę w maszynerię translacyjną. Jest to możliwe dzięki przebudowie asymetrycznej przegrody, która jest zbudowana z takich samych komponentów jak błona i ściana komórkowa.
„Po przetransportowaniu chromosomu do prespory, budowa asymetrycznej przegrody ulega znacznej rearanżacji” - objaśnia dr Olga Iwańska, współautorka artykułu. W związku z tym procesem rybosomy znajdujące się do tej pory w komórce matczynej są w stanie przedostać się do nowopowstałej spory. Badaczka dodaje, że w mutantach, które były pozbawione genów kodujących tzw. białka kompleksu DMP, asymetryczne przegrody były nieprzepuszczalne dla rybosomów. Rybosomy nie mogły więc przedostać się z komórki matki do prespory, a co za tym idzie, mutanty te nie mogły wytworzyć dojrzałych przetrwalników.
Uczeni pokazali kolejny poziom organizacji wewnątrzkomórkowej bakterii oraz zaproponowali, że w przemieszczaniu się rybosomów w komórce mogą pośredniczyć bakteryjne homologi białek cytoszkieletu, a wskazówki dotyczące dokładnej lokalizacji asymetrycznej przegrody mogą być zależne od translacji. Ponadto, odkrycie to może odegrać kluczową rolę w poszukiwaniu nowych celów antybiotykowych u bakterii sporulujących.
Praca powstała przy wsparciu Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (grant FIRST TEAM) oraz EMBO (Installation Grant).
Polski zespół naukowców odkrył istorę maszynerii produkującej białka.
Większość młodych ludzi czerpie informacje z Internetu.
Najserdeczniejsze życzenia zdrowych, radosnych i pogodnych Świąt Bożego Narodzenia.
Odbędą się one w dniach 11-13 czerwca w Expo XXI w Warszawie.
Kobiety często nie czują typowych bólów co skutkuje gorszymi wynikami.
Wyłoniono autorów najlepszych prac licencjackich i inżynierskich.
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.
Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).
Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.
Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:
dopasować treści stron i ich tematykę, w tym tematykę ukazujących się tam materiałów do Twoich zainteresowań,
dokonywać pomiarów, które pozwalają nam udoskonalać nasze usługi i sprawić, że będą maksymalnie odpowiadać Twoim potrzebom,
pokazywać Ci reklamy dopasowane do Twoich potrzeb i zainteresowań.
Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.
Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.
Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.
Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
Recenzje