Shkencëtarët deshifrojnë një nga lëvizjet më të shpejta të qelizave në botë

Studiuesit kanë zbuluar gjenet dhe proteinat përgjegjëse për tërheqjen e shpejtë të krahëve të heliozoanëve në përgjigje të ndryshimeve në mjedis. Ky është një nga shembujt më të shpejtë të njohur të lëvizshmërisë së qelizave.

Raphidocystis contractilis është një lloj eukarioti në grupin Heliozoa, që gjendet në ujin e freskët, të njelmët dhe të detit. Këta organizma njihen si “krimbat diellorë” për shkak të krahëve të tyre rrezatues të ngjashëm me gishtat, ose axopodia, të cilat u japin atyre një pamje si dielli.

Axopodia e R. contractilis përbëhet nga heterodimerë alfa-beta tubulinash, të cilët formojnë mikrotubula. Pavarësisht aftësisë së tij për të tërhequr shpejt krahët në përgjigje të stimujve, mekanizmi që qëndron pas këtij shkurtimi të shpejtë të krahut është një mister.

Për këtë qëllim, një ekip studiuesish duke përfshirë profesorin Motonori Ando, Dr. Risa Ikeda (të dy nga Laboratori i Fiziologjisë Qelizore) dhe Profesor i asociuar Mayuko Hamada (nga Instituti Detar Ushimado), i Universitetit Okayama, Japoni, eksploruan mekanizmin e përfshirë. në një nga lëvizjet më të shpejta të qelizave në botën e gjallë.

Pra, ku filloi gjithçka? Duke ndarë motivimin pas studimit të tyre, profesor Ando thotë: “Kohët e fundit, një shumëllojshmëri e gjerë heliozoanësh janë zbuluar në hidrosfera të ndryshme në prefekturën Okayama, duke e bërë të qartë se disa lloje krimbash dielli banojnë në të njëjtin mjedis. Ne po përpiqemi të zbulojmë misteret rreth këtyre protozoarëve dhe gradualisht të zgjerojmë horizontet e njohurive tona.”

Autorët filluan hetimin e tyre duke etiketuar proteinën e tubulinës dhe duke vëzhguar lëvizjen e saj para dhe pas tkurrjes aksopodiale. Ata zbuluan se përpara shkurtimit, tubulinat vendoseshin sistematikisht përgjatë gjatësisë së aksopodisë, por pas tërheqjes axopodiale, ato grumbulloheshin me shpejtësi në sipërfaqen e qelizës. Kjo i bëri ata të besonin se gjatë tërheqjes së shpejtë aksopodiale, mikrotubulat u ndanë në tubulinë menjëherë. Megjithatë, degradimi i mikrotubulave në përgjithësi nuk është një fenomen i shpejtë; ai përparon mjaft ngadalë.

Atëherë, si mund ta arrinte R. contractilis këtë ndryshim kaq shpejt?

Studiuesit supozuan se kjo ishte e mundur nëse mikrotubulat ndaheshin në shumë vende në të njëjtën kohë. Për të vërtetuar hipotezën e tyre, autorët u përpoqën të gjenin proteinat dhe gjenet e përfshira në ndarjen e menjëhershme të mikrotubulave në R. contractilis. Gjetjet e tyre u botuan së fundmi në The Journal of Eukariotic Microbiology.

Studiuesit kryen sekuencën e transkriptomeve de novo (analizë e gjeneve të shprehura në një kohë të caktuar në një qelizë) dhe identifikuan afërsisht 32,000 gjene në R. contractilis. Ky grup gjenesh ishte më i ngjashëm me atë të gjetur te protozoarët (të cilët janë organizma njëqelizorë), i ndjekur nga metazoanët (organizmat shumëqelizorë me qeliza të diferencuara mirë; këtu përfshihen njerëzit dhe kafshët e tjera).

Homologjia dhe analiza filogjenetike e grupit të gjenit të përftuar zbuluan disa gjene (dhe proteinat e tyre përkatëse) të përfshirë në përçarjen e mikrotubulave. Ndër këto, më të rëndësishmet ishin katanina p60, kinezina dhe proteinat sinjalizuese të kalciumit. Katanin p60 u përfshi në kontrollin e gjatësisë së krahut aksopodial. U gjetën disa kopje të gjeneve të kinesinës. Midis kinesinave të identifikuara, kinesin-13, një proteinë kryesore destabilizuese e mikrotubulave, u zbulua se luan një rol të rëndësishëm në tkurrjen e shpejtë të aksopodias. Gjenet sinjalizuese të kalciumit rregullojnë hyrjen e joneve të kalciumit në qelizë nga rrethina e saj dhe nxitjen e tërheqjes aksopodiale.

Studiuesit vunë re gjithashtu një mungesë të gjeneve të lidhura me formimin dhe lëvizshmërinë e flagjelarëve, gjë që tregon se axopodia e R. contractilis nuk ka evoluar nga flagjelat. Megjithëse shumë gjene mbeten të paklasifikuara, grupi i gjeneve i sapokrijuar do të shërbejë si referencë për studimet e ardhshme që synojnë të kuptojnë lëvizshmërinë aksopodiale të R. contractilis.

Axopodia heliozoan mund të funksionojë si një sensor i ndjeshëm. Ata mund të zbulojnë ndryshime të vogla në mjedisin e tyre, p.sh., praninë e joneve të metaleve të rënda dhe ilaçeve kundër kancerit. Duke diskutuar vizionin e tyre për të ardhmen, Profesor Ando ndan: “Ne besojmë se përgjigja aksopodiale e heliozoas mund të përdoret si një indeks për të zhvilluar pajisje të përkohshme zbulimi dhe monitorimi për ndotjen e mjedisit dhe të ujit të rubinetit. Mund të përdoret gjithashtu si një sistem i ri i bioanalizimit për shqyrtimin parësor të barnave të reja kundër kancerit. Në të ardhmen, ne planifikojmë të vazhdojmë të punojmë së bashku si një ekip për të përmirësuar kërkimin bazë dhe të aplikuar mbi këto organizma.”

Heliozoanët kanë vërtetuar sërish se një qelizë e vetme ka potencial të jashtëzakonshëm për të ndryshuar botën. I urojmë suksese autorëve në kthimin e vizionit të tyre në realitet!