Screengrab: YouTube
Motilitet — naučni izraz za samostalno kretanje — jedna je od najvažnijih karakteristika živih organizama na Zemlji. Ali odakle dolazi sposobnost ćelija da se kreću je misterija za mnoge naučnike. Međutim, nova istraživanja u kojima su naučnici stvorili najmanji pokretni organizam na svetu pružaju nam ideju o tome kako je nastala pokretljivost ćelija.Studija, koja je u sredu objavljena u časopisu Scientific Advances, rezultat je saradnje diplomiranog studenta Hane Kijame, sa Fakulteta nauka Univerziteta u Osaki, i profesora Makoto Mijate, sa Fakulteta za nauku na Univerzitetu Osaka Metropolitan.Kako autori pišu u svom radu, „motilitet se primećuje u različitim tipovima i verovatno je jedna od glavnih odrednica preživljavanja”. Veruje se da pokretljivost ćelija potiče od malih kretanja proteina za održavanje koji se prenose u ćeliju, ali predloženi proces nije eksperimentalno demonstriran. Njihova studija je stoga način da se testira ova teorija.U ovom eksperimentu, istraživači su genetski konstruisali sintetičku bakteriju nazvanu JCVI-sin-3b, ili sin-3, koja nije pokretna. Da bi rekonstituisala sin-3, naučnici su uvela sedam gena koji kodiraju proteine koji su verovatno uključeni u plivajuće kretanje bakterija Spiroplasma. Spiroplasma je mala bakterija za koju se zna da „pliva” tako što se u suštini menja oko svog citoskeleta. Uvedeni proteini su evoluirali iz bakterijskog aktinskog proteina MreB. Aktini su multifunkcionalni proteini koji su često odgovorni za pokretljivost ćelija. Mijata je imjelom potvrdio za VICE da pre ovog eksperimenta niko nije uspeo da napravi pokretnu minimalnu sintetičku bakteriju.„U prethodnoj studiji, sugerisali smo da pokretljivost ćelija potiče evolutivno iz sistema za održavanje domaćinstva koji poseduju pokrete“, rekao je Mijata za Motherboard u e-poruci. „Nameravali smo da pokažemo dokaze eksperimentima. Odabrali smo Spiroplasma sistem jer smo radili i na Spiroplasma plivanju.Uvođenjem proteina odgovornih za pokretljivost u Spiroplasmi u sin-3, istraživači su uspeli da nateraju prethodno nepomične bakterije da plivaju, kao što je vidljivo u video snimku objavljenom na YouTube nalogu Univerziteta.„Dva puta smo bili iznenađeni plivanjem zbog ovih sedam proteina i plivanjem sa MreB4 i MreB5 proteinima“, objasnio je Mijata. „Hana Kijama je konstruisala te ćelije i posmatrala otkrića. Ona je potvrdila svoja zapažanja i pozvala sve ljude koji su bili tu sa njom da pogledaju kroz mikroskop. Svi smo odmah shvatili šta se desilo, jer smo očekivali njene rezultate u umerenoj meri”.Istraživači su takođe želeli da vide kako će ekspresija različitih kombinacija gena za pokretljivost uticati na sposobnost genetski modifikovane bakterije da pliva. Otkrili su da je ekspresija samo dva proteina neophodna za promovisanje pokretljivosti u sin-3, što verovatno ukazuje da su mnogi proteini suvišni.„Prema našim saznanjima, sistem pokretljivosti koji se sastoji od samo dva proteina superfamilije aktina je najmanji sistem uspostavljen do danas“, pišu autori. „Stoga, ovo možemo nazvati 'minimalno pokretnom ćelijom'.Iako je ova studija prvenstveno dokaz koncepta, ona daje naučnicima bolje razumevanje o tome kako je pokretljivost ćelija potencijalno mogla nastati i evoluirati.Pored čiste novine stvaranja takvog malenog plivača, nova studija baca svetlo na poreklo kretanja kod prvih mobilnih oblika života koji su nastali na Zemlji. Na primer, Mijata je rekao da aktin protein MreB nije uključen u pokretljivost mnogih drugih bakterijskih vrsta, što potvrđuje da postoji više različitih evolucionih puteva koji su doveli do kretanja mikroba.„Pratimo evoluciju od predačkog MreB-a do plivajućeg MreB-a koristeći trenutni sistem“, rekao je Mijata, koji je dodao da tim takođe testira druge sisteme pokretljivosti u njihovom sintetičkom stvorenju.„Proučavanje najmanje bakterije na svetu sa najmanjim funkcionalnim motornim aparatom moglo bi se koristiti za razvoj pokreta za mikrorobote koji oponašaju ćelije ili motore zasnovane na proteinima“, rekao je profesor Mijata u saopštenju za štampu.
Reklame
Reklame