• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • W środku centrum zarządzania kryzysowego komórki bakterii

    06.10.2008. 17:42
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Naukowcy, których badania finansowane są ze środków unijnych rzucili więcej światła na bakteryjne centra zarządzania kryzysowego, olbrzymie molekuły, które pomagają bakterii szybko reagować na przeróżne obciążenia i zagrożenia. Wyniki opublikowane w najnowszym numerze czasopisma Science pozwalają lepiej zrozumieć, w jaki sposób bakterie zdolne są do przetrwania w trudnym i zmieniającym się otoczeniu.

    W ośrodku systemu zarządzania obciążeniami, na które narażona jest bakteria, znajduje się duża molekuła zwana "stresosom". Okazało się, że badane bakterie dysponują około 20 strukturami tego typu, które są rozmieszczone dosyć równomiernie wewnątrz komórki. Stresosomy są w stanie szybko odpowiedzieć na przeróżne czynniki środowiskowe, w tym na zmiany oświetlenia, temperatury czy zasolenia, uruchamiając reakcje, które mają zapewnić przetrwanie komórki. Do tej pory mechanizmy kierujące tym procesem były nieznane.

    W ramach swoich ostatnich badań naukowcy wykorzystali najnowsze techniki obrazowania oraz brytyjski synchrotron Diamond w poszukiwaniu drogi do serca stresosomu. Dzięki temu mogli obserwować aktywność poszczególnych białek w stresosomie.

    W momencie zmiany środowiska zewnętrznego w potencjalnie szkodliwy dla bakterii sposób, sygnał ostrzegawczy jest wysyłany z powierzchni komórki do jej wnętrza. Kiedy tylko stresosom wykryje sygnał ostrzegawczy, pewna liczba białek o nazwie RSBT odrywa się od struktury. Wywołuje to cały łańcuch reakcji, doprowadzając do wytworzenia ponad 150 nowych białek, które pomagają komórce przystosować się i przetrwać w nowym środowisku.

    "Szereg zdarzeń wewnątrz komórek bakterii, które mają miejsce w następstwie otrzymania przez stresosom sygnału ostrzegawczego powoduje, że konkretne geny wewnątrz komórki są bardziej transkrybowane" - wyjaśnia profesor Marin van Heel z Imperial College w Londynie, w Wielkiej Brytanii. "To oznacza, że niektóre geny aktywne już wewnątrz komórki są "podkręcane" w taki sposób, aby zwiększyć liczbę poszczególnych białej w komórce. Zmiany w charakterze białka komórki umożliwiają jej przetrwanie w nieprzyjaznym lub wymagającym środowisku."

    "Stresosomy komórki świetnie wywiązują się ze swoich obowiązków jako centra zarządzania kryzysowego, ponieważ zapewniają bardzo szybką i skuteczną odpowiedź na zagrożenie" - dodaje dr Tim Grant, również z Imperial College w Londynie. "Reakcja łańcuchowa, którą uruchamiają przynosi efekty naprawdę szybko, co pozwala bakteriom na przystosowanie się do zmian w otoczeniu niemal natychmiast."

    Zespół planuje teraz wykorzystać jeszcze bardziej zaawansowane techniki obrazowania, aby dogłębniej zbadać funkcjonowanie stresosomu. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki wykorzystaniu nowego, wysokiej rozdzielczości mikroskopu krio-elektronowego w Instytucie im. Maxa Plancka w Martinsried, w Niemczech, będą w stanie zobaczyć poszczególne elementy budulca białek, z których składa się stresosom.

    Źródłem unijnego wsparcia był projekt 3DEM (Trójwymiarowa mikroskopia elektronowa) finansowany w ramach tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR).

    Więcej informacji:

    Imperial College London:
    http://www.imperial.ac.uk

    Science:
    http://www.sciencemag.org

    Projekt 3DEM (Trójwymiarowa mikroskopia elektronowa):
    http://www.3dem-noe.org/

    Artykuł z serwisu CORDIS
    url: http://cordis.europa.eu/fetch?CALLER=PL_NEWS&ACTION=D&SESSION=&RCN=29937
    Źródło danych: Imperial College London; Science
    Referencje dokumentu: Marles-Wright, J et al. (2008) Molekularna struktura "stresosomu", centrum integracji sygnału i transdukcji. Science 322: 92-96. DOI: 10.1126/science.1159572.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Imperial College London (właśc. The Imperial College of Science, Technology and Medicine) jest publicznym uniwersytetem położonym w Londynie. Specjalizuje się w badaniach oraz kształceniu w dziedzinie nauki, inżynierii oraz medycyny. Imperial College był częścią Uniwersytetu Londyńskiego do roku 2007, kiedy to uzyskał pełną niezależność, z okazji stulecia swego istnienia. Na Imperial College kształci się około 13 500 studentów, a kadra akademicka liczy ponad 3300 osób. Wiropeksja to sposób wirusów wnikania do komórki. Polega on na wykorzystaniu naturalnych mechanizmów komórki. W przypadku wirusa, kiedy przyłącza się on do komórki, ta "wyczuwając" znane jej białko wpuszcza agresora do cytoplazmy, dzięki czemu wirus może zaaplikować się w jej wnętrzu. Wirus ma białko takie samo jak komórka tylko na "wystających nitkach". To dzięki nim może wniknąć do środka komórki. Gdy owe "niteczki" zostaną na powierzchni komórki, w jej środku rozpoznawalne zaczyna być obce białko, które komórka niszczy. W ten sposób wirus "wpuszcza" do jądra komórkowego swój materiał genetyczny, który może się ulotnić z niszczonego przez komórkę kapsydu. Ścieżka sygnałowa, transdukcja sygnału w komórce - szereg następujących po sobie procesów biochemicznych w komórce, zapoczątkowanych aktywacją receptora powierzchniowego lub wewnątrzkomórkowego przez sygnał zewnątrzkomórkowy (np. hormon, neuroprzekaźnik). Końcowym efektem tych procesów jest powstanie odpowiedzi komórkowej, którą mogą być np. zmiany w ekspresji określonych genów, zmiany w procesach metabolicznych, podział komórki lub jej apoptoza.

    Mikrotubula (microtubuli cellulares) – włóknista rurkowata sztywna struktura o średnicy 20 – 27 nm, powstająca w wyniku polimeryzacji białka tubuliny. Mikrotubule wraz z innymi strukturami pełnią funkcję cytoszkieletu nadając komórce kształt, a nawet przyczyniając się do jego zmiany. Biorą udział w transporcie wewnątrzkomórkowym stanowiąc szlak, po którym przemieszczają się białka motoryczne, biorą udział w czasie podziału komórki tworząc wrzeciono kariokinetyczne, które rozdziela chromosomy do komórek potomnych. Mikrotubule mogą również tworzyć stałe struktury, takie jak rzęski lub wici, umożliwiające ruch komórki. Tom W.B. Kibble, właśc. Tom Walter Bannerman Kibble – brytyjski fizyk-teoretyk, profesor i pracownik badawczy (senior) Imperial College London.

    Struktura tensorowa — jest to struktura wielowymiarowa zarządzania strategicznego. Łączy kryteria funkcjonalne, obiektowe i regionalne. Czasem zamiast kryterium regionalnego wprowadza się do wymiaru obiektowego komórki sztabowe, które pomagają kierownikom w wykonywaniu ich funkcji. Ważnym problemem w przypadku tej struktury jest rozdział uprawnień i odpowiedzialności pomiędzy kierowników z wyodrębnionych wymiarów. Struktura ta pozwala przezwyciężyć problemy koordynacji, które występują w strukturach jednowymiarowych, umożliwia także połączenie korzyści wynikających z poszczególnych rodzajów działalności. Tkanka nerwowa (textus nervosus) – utworzona przez neurony (komórki nerwowe) i komórki glejowe, tworzy układ nerwowy. Odbiera, przekazuje i reaguje na bodźce pochodzące ze środowiska zewnętrznego, jak na przykład dotyk, temperatura czy światło. Przewodzi impulsy z neuronu do efektorów, od receptorów, przetwarza impulsy w adekwatne odpowiedzi, przewodzi impulsy z neuronu do innego neuronu, wytwarza substancje przekaźnikowe. Komórki nerwowe umożliwiają organizmowi normalne funkcjonowanie w danym środowisku, adekwatną odpowiedź w zależności od sytuacji w środowisku zarówno wewnętrznym jak i zewnętrznym. Neurony stale rejestrują się, analizują informacje o stanie wewnętrznym organizmu jak i zewnętrznym stanie otoczenia, przez co przygotowują organizm do adekwatnej reakcji. Do neuronów należy również koordynacja aktywności intelektualnej, świadomości, podświadomości, aktywności ruchowej czy też czynności gruczołów dokrewnych.

    Rządowe Centrum Bezpieczeństwa – państwowa jednostka budżetowa podległa Prezesowi Rady Ministrów, zapewniająca obsługę Rady Ministrów, Prezesa Rady Ministrów, Rządowego Zespołu Zarządzania Kryzysowego i ministra właściwego do spraw wewnętrznych w sprawach zarządzania kryzysowego oraz pełniąca funkcję krajowego centrum zarządzania kryzysowego. Interferon (IFN) – ogólna nazwa białka wytwarzanego i uwalnianego przez komórki ciała, jako odpowiedź na obecność patogenów (np. wirusy, bakterie, pasożyty jak również komórki nowotworowe) wewnątrz organizmu. Interferony zapewniają komunikacje pomiędzy komórkami ciała, w celu zwalczenia patogenów, poprzez uruchomienie mechanizmów obronnych systemu immunologicznego.

    Transkryptom jest to zestaw cząsteczek mRNA lub ogólniej transkryptów obecny w określonym momencie w komórce, grupie komórek lub organizmie. Transkryptom w przeciwieństwie do genomu jest tworem bardzo dynamicznym. Komórki w odpowiedzi na różne czynniki uruchamiają i wyłączają transkrypcję genów, zmieniając w ten sposób swój transkryptom. Często już kilka minut po zadziałaniu jakiegoś czynnika (np. stresu) na komórki można obserwować powstawanie transkryptów genów reakcji na ten czynnik.

    Dodano: 06.10.2008. 17:42  


    Najnowsze