• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Mechanizmy metabolizmu karaluchów odkryte

    16.11.2009. 15:12
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Zespół hiszpańskich naukowców, którego prace są częściowo finansowane ze środków unijnych, zdobył nową wiedzę na temat fizjologii karaluchów. Ich odkrycia, opublikowane w ogólnodostępnym czasopiśmie Public Library of Science (PLoS) Genetics, mogą ostatecznie przyczynić się do opracowania nowych strategii zwalczania tego szkodnika.

    W uzupełnieniu grantów przyznanych przez rząd hiszpański część finansowania pochodziła z projektu CRAB (Zwalczanie odporności antybiotykowej), dofinansowanego z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR). Kolejnym źródłem wsparcia był projekt TARPOL (Zwalczanie zanieczyszczenia środowiska za pomocą projektowanych systemów drobnoustrojowych ? la carte) finansowany z Siódmego Programu Ramowego (7PR).

    Naukowcy opisują sekwencję genomu szczepu Blattabacterium Bge karaczana prusaka (Blatella germanica). Ten endosymbiont (organizm żyjący w organizmie swojego symbiotycznego partnera), którego środowiskiem życia są wyspecjalizowane komórki tłuszczu brzusznego karaluchów, jest odpowiedzialny za usuwania nadmiaru azotu z organizmów owadów poprzez wydzielanie amoniaku.

    Metabolizm Blattabacterium "wykorzystuje pozornie niewydajny mechanizm: enzymy bakteryjne jednocześnie syntetyzują, korzystając z energochłonnej ścieżki, i niszczą tę samą molekułę - urea" - wyjaśnia dr Amparo Latorre, jeden z kierowników zespołu naukowego z Uniwersytetu w Walencji.

    Urea ma kluczowe znaczenie dla usuwania nadmiaru azotu - wydalanego głównie wraz z moczem - w układach metabolicznych wielu organizmów. Molekuła jest syntetyzowana przez wiele organizmów za pomocą utleniania aminokwasów lub amoniaku. W przypadku karaczana prusaka cykl ten obsługiwany jest przez endosymbiont.

    Podobne procesy są dobrze znane w świecie owadów. "Endosymbionty bakteryjne owadów odkrywają ważną rolę w podnoszeniu jakości diety swoich gospodarzy" - czytamy w artykule. "W niektórych przypadkach, na przykład mszyc i much tse-tse, endosymbionty uzupełniają zdolności metaboliczne gospodarzy pozostających na diecie ubogiej w składniki odżywcze, a bakterie znajdujące schronienie we wszystkożernych gmachówkach cieślach biorą udział w recycling azotu." Tę ostatnią funkcję Blattabacterium pełni również w przypadku karaluchów.

    Naukowcy odkryli, że karaluchy i gmachówki cieśle musiały rozwinąć ten niezwykle podobny mechanizm metaboliczny w ramach całkowicie niezależnych ścieżek ewolucyjnych, ponieważ dwie różne bakterie endosymbiotyczne należą do bardzo odległych linii bakteryjnych.

    "To stanowi dobry przykład ewolucyjnej zbieżności dwóch endosymbiontów należących do zasadniczo odmiennych gromad bakterii, które posiadły podobny zakres funkcji stosownie do potrzeb gospodarza" - czytamy w artykule.

    Podsumowując dr Latorre mówi, że "pogłębienie wiedzy w zakresie ewolucyjnych mechanizmów stojących za związkami owadów z bakteriami jest nieodzowne nie tylko po to, aby poznać podstawową fizjologię i zachowanie gospodarza, ale również w celu opracowania nowych strategii zwalczania szkodników".

    rdo: CORDIS

    informacji: PLoS Genetics http://www.plosgenetics.org/ Uniwersytet w Walencji http://www.uv.es/ Teksty pokrewne: 30109 Kategoria: Wyniki projektów
    Źródło danych: PLoS Genetics
    Referencje dokumentu: López-Sánchez, M J et al. (2009) Evolutionary convergence and nitrogen metabolism in Blattabacterium strain Bge, primary endosymbiont of the cockroach Blattella germanica. PLoS Genet 5(11): e1000721. doi:10.1371/journal.pgen.1000721
    Indeks tematyczny: Biotechnologia rolna ; Rolnictwo; Biotechnologia; Ochrona srodowiska; Nauki biologiczne; Technologia materialowa; Medycyna, zdrowie RCN: 31467   W góre . O tym serwisie . Serwisy CORDIS . Helpdesk . © . Ważne informacje prawne Administratorem witryny CORDIS jest Urząd Publikacji

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Public Library of Science (PLoS) – projekt non-profit rozwijania zbioru czasopism naukowych i innej literatury naukowej, dostępnego na licencjach wolnej dokumentacji. W 2006 r. w ramach tego projektu publikowane były następujące czasopisma: PLoS Biology, PLoS Medicine, PLoS Computational Biology, PLoS Genetics, PLoS Pathogens i PLoS Clinical Trials. PLOS Genetics (do 2012 r. PLoS Genetics) – recenzowane czasopismo naukowe, publikujące na zasadach wolnej licencji prace naukowe z dziedziny genetyki. Profil czasopisma obejmuje szeroko pojętą genetykę, w tym genetykę ludzi, ale także organizmów modelowych od myszy do muszek owocówek, roślin i bakterii. Publikowane prace są skierowane do szerszego grona czytelników, a związane m.in. z nowymi genami i ich odkryciem oraz funkcją, genetyką populacji, projektami badania genomów, genomiką funkcjonalną i porównawczą, genetyką medyczną, biologią chorób, ewolucją, ekspresją genów, biologią chromosomów oraz epigenetyką. Główna siedziba redakcji czasopisma mieści się w Stanach Zjednoczonych, a czasopismo publikowane jest w języku angielskim. CORDIS (Community Research and Development Information Service), Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badań i Rozwoju jest bazą informacji na temat europejskiej działalności badawczo-rozwojowej. Stanowi oficjalne źródło informacji na potrzeby publikacji wszystkich zaproszeń do składania wniosków w ramach siódmego programu ramowego w dziedzinie badań i rozwoju technologicznego (7PR). CORDIS jest jednym z serwisów wydawnictwa Unii EuropejskiejUrzędu Oficjalnych Publikacji Wspólnot Europejskich.

    Teoria endosymbiozy – teoria stanowiąca, że mitochondria, plastydy (jak chloroplasty) i być może inne organella komórki eukariotycznej powstały na skutek endosymbiozy pomiędzy różnymi mikroorganizmami. Zgodnie z nią niektóre organella pochodzą od wolno żyjących bakterii, które dostały się do innych komórek jako endosymbionty. Mitochondria rozwinęły się więc z proteobakterii (w szczególności zaś z Rickettsiales, kladu SAR11 lub ich bliskich krewnych), chloroplasty zaś od sinic. Bakterie denitryfikacyjne – grupa fizjologiczna fakultatywnie beztlenowych bakterii przeprowadzających w warunkach beztlenowych proces denitryfikacji. Nie rosną przy jednoczesnym braku tlenu i azotanów. Odgrywają kluczową rolę w krążeniu azotu, uwalniając go w formie azotu cząsteczkowego lub tlenków azotu do atmosfery. W zależności do tego czy denitryfikacja jest typem oddychania beztlenowego (ujęcie mikrobiologiczne) czy jest tylko redukcją azotanów do tlenków azotu (ujęcie ekologiczne) różne gatunki są zaliczane do tej grupy. W tym drugim przypadku należą tu także:

    Biologiczne zwalczanie szkodników – początkowo, zgodnie z nazwą była to metoda zwalczania szkodników za pomocą organizmów, zwykle będących ich naturalnymi wrogami. Obecnie pod tą nazwą ukrywa się wiele różnorodnych metod, których celem jest zmniejszenie populacji szkodnika poniżej progu szkodliwości gospodarczej a zarazem zminimalizowanie wpływu samych zabiegów na środowisko naturalne i zdrowie człowieka. Wobec różnorodności stosowanych zabiegów, w sensie ogólnym powinno się raczej mówić o ekologicznych metodach zwalczania szkodników lub o proekologicznych zabiegach ochronnych i zapobiegawczych. W zakres tych metod wchodzą działania wykorzystujące wszelkiego rodzaju organizmy (klasyczna metoda zwalczania biologicznego), metody agrotechniczne oraz zabiegi biotechniczne. Złożoność sposobów oddziaływania powoduje, że podział metod jest orientacyjny i nie całkiem rozłączny, co nie ma najmniejszego wpływu na ich skuteczność. PLOS Medicine (do 2012 r. PLoS Medicine) – recenzowane czasopismo naukowe, publikujące na zasadach wolnej licencji prace naukowe z dziedziny medycyny. Najwyższy priorytet do publikacji w PLOS Medicine mają prace badawcze związane z czynnikami i warunkami, które powodują największe obniżenie oczekiwanej długości życia w zdrowiu, a dodatkowo skierowane są do szerszego grona odbiorców lub związane są ogólną polityką zdrowotną czy mogące mieć potencjalny wpływ na badania kliniczne. Główna siedziba redakcji czasopisma mieści się w Stanach Zjednoczonych, a czasopismo publikowane jest w języku angielskim.

    Wtórna endosymbioza – proces, w którym organizm posiadający endosymbionty staje się endosymbiontem innego organizmu. Konwergencja (łac. convergere, zbierać się, upodabniać się) – w biologii proces powstawania morfologicznie i funkcjonalnie podobnych cech (czyli analogicznych) w grupach organizmów odlegle spokrewnionych (niezależnie w różnych liniach ewolucyjnych), odrębnych dla tych grup cech pierwotnych, w odpowiedzi na podobne lub takie same wymagania środowiskowe, np. podobny typ pokarmu, wymagania lokomocyjne. Źródłem konwergencji jest występowanie tych samych czynników doboru naturalnego wpływających na proces ewolucji różnych populacji. Przykładem mogą być ryby i walenie, które żyjąc w środowisku wodnym rozwinęły podobnie opływowe kształty ciała, napędową płetwę ogonową i sterujące płetwy przednie. Dobrym przykładem jest też zewnętrzne podobieństwo rekinów, ichtiozaurów i delfinów lub jaszczurek i płazów ogoniastych. Innego przykładu dostarcza porównanie skrzydeł niespokrewnionych ewolucyjnie organizmów jak np. ptaków i owadów. Nierzadko mówi się też o narządach analogicznych, które u różnych organizmów pełnią podobne funkcje.

    Cyjanella – jednokomórkowa sinica żyjąca wewnątrz ciała innego organizmu jako endosymbiont. Gospodarzemprotisty, grzyby lub rośliny. Taki symbiotyczny układ (organizm) określany jest jako endocyjanoza. Przykładami endosymbiozy sinic są współżycie sinicy z rodzaju Calothrix (C. chapmanii ) z zielenicą z rodzaju Enteromorpha, Richelia intracellularis z okrzemką Rhizosolenia i in. W niektórych przypadkach symbiotyczne sinice nie są wyróżniane własną nazwą, zwłaszcza gdy pozostają w całkowitej zależności od gospodarza, razem z nim się rozmnażają i nie są w stanie żyć samodzielnie. Tak jest w przypadku sinic współżyjących z należącym do grupy Rhizaria amebokształtnym pierwotniakiem z rodzaju Paulinella (P. chromatophora), podobnych do sinic z rodzaju Synechococcus. Jako chloroplasty traktowane są również sinice współżyjące z glonami z typu glaukofitów – Skujapelta nuda występująca u Glaucocystis czy Cyanocyta u Cyaonophora paradoxa. Niegdyś glaukofitami określano wszystkie takie symbiotyczne układy "glonów bezzieleniowych" i sinic, przyznając, że takie kryterium wyróżnia grupę sztuczną, obecnie nazwą tą określa się grupę pierwotnych roślin liczącą kilkanaście znanych gatunków, będącą siostrzaną linią dla krasnorostów i zielenic (z tzw. roślinami lądowymi). Endosymbioza sinic u glaukofitów jest uznawana za konserwatywny model ewolucji chloroplastów wyróżniający się m.in. zachowaniem typowej dla sinic (i innych bakterii) peptydoglikanowej błony, która zapewne występowała u przodków chloroplastów, ale u innych grup zanikła. Jest to też przykład pokazujący, że granica między uznaniem za endosymbiotyczny organizm a za autonomiczne organellum jest arbitralna.

    Dodano: 16.11.2009. 15:12  


    Najnowsze