A biológusok megtalálták a nehézfémekkel szembeni toleranciához szükséges gént, amely korábban csak növényekben volt ismert, állatban

A biológusok megtalálták a nehézfémekkel szembeni toleranciához szükséges gént, amely korábban csak növényekben volt ismert, állatban
A biológusok megtalálták a nehézfémekkel szembeni toleranciához szükséges gént, amely korábban csak növényekben volt ismert, állatban
Anonim

PHILADELPHIA – A Pennsylvaniai Egyetem biológusai felfedezték az első biokémiai útvonalat olyan állatokban, amelyek felelősek a nehézfémek, például az arzén, a higany és a kadmium méregtelenítéséért. Megállapították, hogy a fitokelatin-szintáz enzim, amely korábban csak növényekben és néhány gombában volt megtalálható, bizonyos állatokban is jelen van.

A Penn-csapat Philip A. Rea biológiaprofesszor vezetésével, köztük Olena K. növénykutatóval.Vatamaniuk, valamint Elizabeth A. Bucher és James T. Ward állatsejt- és fejlődésbiológusok a Caenorhabditis elegans fonalféreggel végzett munkájuk során fedezték fel a felfedezést. Eredményeikről a Journal of Biological Chemistry-ben számoltak be.

"Az állatok nehézfém-méregtelenítésének biokémiai alapjait vizsgáló két évtizedes kutatás ellenére a fitokelatinok szerepét még csak futólag sem említették vagy feltételezték" - mondta Rea, a Penn's Plant Science Institute tagja. "Ennek az útvonalnak a felfedezése a C. elegans-ban szilárd alapot teremt annak meghatározásához, hogy mindenütt jelen van más állatokban, és tisztázza, hogyan távolítják el, kötik meg és metabolizálják az állatok a nehézfémeket."

Mivel az előzetes munka azt sugallja, hogy a PC-szintázt kódoló gének a parazita gerinctelenekben is megtalálhatók, Rea csoportjának eredményei segíthetnek megvédeni bizonyos nehézfém-alapú gyógyszerekkel szembeni növekvő rezisztenciát. Az ezen paraziták által okozott betegségek, köztük az elefántisz és a nyirokcsomó-gyulladás, évente több millió embert ölnek meg világszerte, de az orvosok némi riadalommal állapították meg, hogy a hagyományos kezelések hatékonysága csökken.

A kutatók szerint ritka, hogy egy növényből származó genetikai lelet végül fényt derítsen az állatok ilyen alapvető folyamataira. "Gyakran az állatokon és mikroorganizmusokon végzett vizsgálatok a növénybiológia számos aspektusának megértéséhez vezettek" - mondta Chris Cobbett, a Melbourne-i Egyetem növénygenetikusa, a nehézfémek növényi feldolgozásának szakértője. "A munka különösen kielégítő szempontja, hogy a növényeken végzett vizsgálatok eredményeként azonosították néhány állatfajban a nehézfém-méregtelenítés egy korábban nem sejtett mechanizmusát."

A tudósok éveken át keresték a PC-szintáz növényi génjét, mivel a növényekben a szennyezett területek tisztítására szolgáló könnyen betakarítható szerek csábító képességei voltak. Rea és Cobbett laboratóriumai 1999-ben egyszerre jelentették, hogy izolálták a PC-szintáz növényi génjét.

A Penn-csoport azonban nem állt meg itt. Számos más faj, köztük a C. elegans szekvenált genomjával dolgoztak, és megpróbálták megvizsgálni, létezik-e a szekvencia a növényvilágon kívül.

"Ez a cikk egy újabb példa arra, hogy a teljes genomokra vonatkozó szekvenciaadatok segítségével új gének azonosíthatók" - mondta Jonathan H. Freedman, a Duke Egyetem Nicholas School of the Environment munkatársa. "Valószínű, hogy a C. elegans genomprojektből nyert információk nélkül a kutatók soha nem keresték volna a PC-szintázt egy állatban."

Vatamaniuk számára, aki Bucherrel együtt végezte a kísérleti munka nagy részét, nagy meglepetést okozott a PC-szintázt kódoló C. elegans ce-pcs-1 gén felfedezése. Ezt a megállapítást követve megállapították, hogy a féreggén funkcionálisan egyenértékű a növények génjével. Ellentétben a vad típusú férgekkel, azok a férgek, amelyek PC-szintáz génjét kiütötték, jelentősen nagyobb érzékenységet mutattak a nehézfémekre: kiterjedt szövetkárosodáson, termékenységvesztésen mentek keresztül, és végül elpusztultak.

Rea azt mondta, hogy bár a biológusok nagy reményeket fűznek ahhoz, hogy a növényeket nehézfémekkel szennyezett helyek tisztítására használják fel, nem valószínű, hogy a PC-szintázt szintetizálni képes állatok betöltenek egy hasonló rést."Míg a növényeket könnyű betakarítani, a gerinctelenek, mint például a szabad szemmel alig látható C. elegans, nem" - mondta.

C. Az elegans az Arabidopsis thaliana növény és a Schizosaccharomyces pombe élesztőgomba után a harmadik organizmus, amelyben PC-szintáz gént találtak. A PC-szintáz által feldolgozott három fém – az arzén, a higany és a kadmium – mind a 10 leggyakoribb szennyezőanyag közé tartozik az EPA Superfund telephelyein, és a növekvő kibocsátás minden szervezet számára akut problémát jelent. Ezek a fémek károsítják az élőlényeket, beleértve az embert is, mivel kiszorítják az olyan esszenciális nehézfémeket, mint a réz és a cink a sejtkötőhelyeikről, a fehérjékkel és enzimekkel rendellenes reakcióba lépnek, és elősegítik a pusztító aktív oxigénfajták képződését.

A fitokelatinok mintegy 15 éve ismertek a növényekben a nehézfémek méregtelenítésének eszközeként. A fitokelatin szintáz a glutation polimerizálásával működik, egy kénben gazdag peptid, amely nagy affinitással rendelkezik a kadmiummal szemben.E reakciók termékei, a fitokelatinok nagyon erősen kötődnek a nehézfém atomokhoz, immobilizálják azokat, és megakadályozzák, hogy a sejt olyan részeibe kerüljenek, ahol mérgező hatásuk kifejtik.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei