COLUMBUS, Ohio – A kutatók megállapították, hogy a baktériumok membránjában található, látszólag közönséges YidC fehérje bizonyosfajta kapuőrként szolgál, és beengedi a membránba a baktériumok életéhez nélkülözhetetlen egyéb fehérjéket. Amikor a YidC Ha nincs jelen, a baktériumok elpusztulnak.
A felfedezés meglepte azokat a tudósokat, akik sokáig azt hitték, hogy bizonyos „független” fehérjék képesek maguktól átjutni a membránba. A Nature folyóirat e heti számában közölt új felfedezés egy teljesen új útvonalat sugallhat a fehérjék alapvető biológiai egységeken belüli transzlokációjában.
Még megdöbbentőbb volt az a felfedezés, hogy számos más, a YidC-hez rendkívül hasonló fehérje hasonló szerepet játszhat a mitokondriumokban és a kloroplasztiszokban is. A felfedezés azt sugallja, hogy a baktériumok, a kloroplasztiszok és a mitokondriumok mindegyike közös ősből fejlődhetett ki.
Míg a YidC már egy ideje jelen van a sejtekben, a kutatók nem voltak tisztában azzal, hogy milyen szerepet tölthet be – magyarázta Ross Dalbey, az Ohio Állami Egyetem kémiaprofesszora. Dalbey és James Samuelson doktorandusz a fehérje Escherichia coli baktériumokban betöltött szerepét vizsgálta a National Science Foundation által támogatott tanulmány részeként.
"A fehérjéket a sejt citoplazmájában szintetizálják, de azután át kell őket szállítani vagy be kell illeszteni a sejten belüli organellumok membránjaiba, hogy elvégezhessék munkájukat" - mondta Dalbey. Ezek a membránok gátként működnek – mondta –, blokkolva a fehérjéket és más vegyületeket olyan területekről, ahová nem tartoznak.
Dalbey és Samuelson munkájuk során kifejlesztették az E. coli törzset, amelyben a YidC kimeríthető. Azt találták, hogy amikor a YidC hiányzik, a fehérjék nem tudtak bevándorolni a membránokba, és a baktériumok elpusztultak.
Megvizsgáltak egy másik specifikus proteint is, a Procoat-ot, amelyet „függetlennek” tekintettek, vagyis a kutatók úgy vélték, hogy önmagától beépül a membránba. De a YidC-t nem tartalmazó baktériumokban még a Procoat is blokkolva volt abban, hogy bejusson a membránba. "Mindenki meglepetésére a szinte mindenki által spontán módon beépült fehérjéhez YidC szükséges ahhoz, hogy sikeresen bejusson a membránba" - mondta.
A YidC baktériumokban betöltött szerepének megállapítása még fontosabb, ha két másik alapszervszervvel – a növényekben található kloroplasztiszokkal és az eukarióta sejtekben található mitokondriumokkal – kapcsolatos kutatásokhoz kapcsolódik. Más csapatok azt találták, hogy a mitokondriumokban az Oxa1 nevű fehérje ismert. szükséges ahhoz, hogy más fehérjék a mitokondriális belső membránba vándoroljanak. Enélkül nincs vándorlás, és a mitochrondia nem képes létfontosságú sejtfolyamatokat végrehajtani. A növényi sejtekben lévő kloroplasztiszok membránjában található hasonló fehérje, az Albino3, látszólag ugyanúgy működik. Enélkül a kloroplasztiszok nem működhetnek.
"A membránbeillesztés folyamata szükséges a baktériumok és mitokondriumok sejtlégzéséhez, valamint a kloroplasztiszokban a fotoszintézishez" - mondta Dalbey. Amikor a tudósok megvizsgálják a YidC, az Oxa1 és az Albino3 genetikai szekvenciáit, Dalbey azt mondta: "Annyira rendkívül hasonlóak, hogy azt hiheti, hogy evolúciósan összefüggnek."
A kutatók azt remélik, hogy a YidC és a rokon fehérjék funkciójának feltárása új módokat kínálhat akár a sejtműködés fokozására, akár a sejthalál felgyorsítására – ez a két mechanizmus elengedhetetlen a legtöbb betegség leküzdésében, mondta Dalbey.
Samuelson és Dalbey mellett Minyong Chen és Fenglei Jiang, mindketten Ph. D hallgatók Ohio államban, Ines Moller és Martin Wiedman a Memorial Sloan-Kettering Cancer Center munkatársai, Andreas Kuhn a Hohenheimi Egyetemről és Greg Phillips Az Iowa State University mind a projekten dolgozott.
