Nová studie vrhá světlo na molekulární složení mikrotubulového cytoskeletu želvušek
Vědci byli dlouho fascinováni želvuškami, mikroskopickými tvory, kteří jsou schopni odolávat extrémním podmínkám prostředí, včetně vysychání, mrazu a radiace, a to i ve vesmíru. Aby přežili, jsou želvušky schopné vstoupit do reverzibilního stavu známého jako kryptobióza. Molekulární mechanismy řídící kryptobiózu jsou téměř neznámé.
Nyní tým výzkumníků z Centra nanomateriálů a biotechnologií na Přírodovědecké fakultě Jana Evangelisty Purkyně v Ústí nad Labem, úzce spolupracující s kolegy z Centra genomické regulace v Barceloně ve Španělsku a z Univerzity Adama Mickiewicze v Poznani v Polsku, významně přispěl k odhalení molekulárního složení mikrotubulového cytoskeletu želvušek. Tubuliny, jejich stavební kameny, jsou klíčové pro mnoho buněčných procesů a vědci předpokládají, že by mohly hrát klíčovou roli v morfologických změnách spojených s úspěšnou kryptobiózou.
V nové studii publikované v časopise Scientific Reports vědci použili bioinformatické analýzy k identifikaci a charakterizaci tubulinových proteinů u osmi různých druhů želvušek. “V želvuškách jsme našli tři izoformy α-, sedm β-, jeden γ- a jeden ε-tubulin,” sděluje vedoucí týmu Dr. Stanislav Vinopal. “Abychom ověřili naše výsledky, izolovali jsme identifikované kódující sekvence z laboratorních želvušek, Hypsibius exemplaris, a exprimovali je v savčích buňkách. Všechny želvuščí tubuliny byly lokalizovány podle očekávání, buď v mikrotubulech, nebo na centrozomech. Identifikace funkčního ε-tubulinu, jasně lokalizovaného na centriolách, je atraktivní zejména z fylogenetického hlediska, protože fylogenetická pozice želvušek v rámci Ecdysozoa není dosud ustálena.” Tato zjištění naznačují, že želvušky patří do skupiny Panarthropoda, protože některé skupiny členovců stále mají δ- a ε-tubuliny, zatímco fylogeneticky blízké hlístice je již nemají.
“Tato studie představuje důležitý krok vpřed ve výzkumu cytoskeletu želvušek, který by měl zlepšit naše porozumění molekulárním mechanismům, které jsou základem kryptobiózy želvušek,” řekla Bc. Kamila Novotná Floriančičová, první autorka studie. “Doufáme, že naše zjištění pomohou připravit cestu pro další výzkum těchto fascinujících tvorů a jejich schopnosti přežít v některých z nejdrsnějších prostředí.”
Studie „Phylogenetic and functional characterization of water bears (Tardigrada) tubulins“ byla financována z grantu SGS UJEP-SGS-2021-53-003-2.
https://www.nature.com/articles/s41598-023-31992-z
Kontakt: stanislav.vinopal@ujep.cz