Sciencemag.cz
Doporučujeme
Všechny buňky mají schopnost rozeznávat signály ze svého okolí a těm se přizpůsobit. Některé signály nařídí buňce usnout, změnit se, či umřít. Díky studiu těchto signálů lépe rozumíme, co se děje s buňkou, která má hlad, která se mění na rakovinotvornou, či s tou, která dostává novou funkci. Že tyto signály řídí také vývoj jednobuněčných parazitů, je předmětem nedávné studie publikované v prestižním časopise Plos Biology. Parazitologové z Biologického centra AV ČR spolu se zahraničními kolegy v ní mapovali metabolické změny, ke kterým dochází během buněčného vývoje savčího parazita Trypanosoma brucei.
Změny ve vnějším prostředí vnímá celá buňka a také její speciální organela, mitochondrie, která v buňce vyrábí energii v podobě chemické sloučeniny adenosintrifosfátu (ATP). Mitochondrie během tohoto procesu vysílají do vnitřního prostředí buňky signály, pomocí kterých buňku informují o tom, jak se jim daří. Buněčné jádro tuto informaci zpracovává a podle toho upravuje buněčné procesy. I když tento typ komunikace mezi jádrem a mitochondrií musel vzniknout již před dvěma miliardami let, kdy prvotní buňka polapila bakteriálního předka mitochondrie, molekulární podstata těchto signálů a jejich drah dosud není podrobně prozkoumána.
„Trypanosoma brucei je parazit, který se vyvíjí v mouše tsetse a prochází celou řadou stádií. Ukázali jsme, že během této diferenciace se buněčný metabolismus parazita mění natolik, že některé dráhy v mitochondrii jsou najednou velice aktivní. Tyto biochemické dráhy produkují signály ve formě metabolitů, či radikálů kyslíku, které řídí dále buněčný vývoj parazita,“ říká Alena Zíková z Parazitologického ústavu BC AV ČR. Studium těchto drah v organismu, který je evolučně velice vzdálený od savčích buněk, poukazuje na fakt, že tyto dráhy budou starou a integrovanou službou každé eukaryotické buňky. „Je to velice vzrušující období, před pár lety se myslelo, že mitochondrie jen vyrábí energii a podřizuje se buňce, a nyní to vypadá, že tato organela je vlastně výkonným ředitelem celé buňky,“ usmívá se na závěr Alena Zíková.
Dalšími kroky bude zmapovat, jak přesně tyto interní signály ovlivňují genovou expresi, a tím definovat dané molekulární mechanismy, které řídí nejen buňku parazita, ale také většinu eukaryotických buněk, včetně těch našich lidských.
Doleželová E., Kunzová M., Dejung M., Levin M., Panicucci B., Regnault C., Janzen Ch. J., Barrett M. P., Butter F., Zíková A. (2020) Cell-based and multi-omics profiling reveals dynamic metabolic repurposing of mitochondria to drive developmental progression of Trypanosoma brucei. PLoS Biol 18(6): e3000741. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000741
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3000741
