Bakterije in beljakovine v 3D

Znanstvena skupina z ameriške univerze Princeton v reviji PNAS poroča, da so pod mikroskopom spremljali nastanek biofilma bakterije Vibrio cholerae, povzročiteljice kolere.

Bakterije Vibrio cholerae kot posamezne celice plavajo v sladkih in slanih vodah. Ko celica naleti na delec hrane, se nanj pripne in se začne deliti. Na površino delca hrane ostanejo pripete tudi na novo nastale celice, saj bakterije izločajo lepilu podobno snov, zaradi katere jih ni mogoče odplakniti s površine. Bakterije, povezane v táko sluzasto maso, imenujemo biofilm.

V raziskavi so bakterije Vibrio cholerae gensko spremenili, da so fluorescirale svetlobo, zaradi česar so jih lažje opazovali pod mikroskopom. Z mikroskopskimi tehnikami in algoritmi za analizo mikroskopskih posnetkov, ki so jih prav tako razvili na univerzi Princeton, pa so lahko v realnem času videli, kaj se s posamezno celico med nastajanjem biofilma dogaja.

Opazili so, da so se celice najprej delile vodoravno, tako da so v eni plasti kolonizirale površino. Ko je zmanjkalo prostora na površini, so se na novo nastale celice pritrdile na vrh celic v spodnji plasti, in tako je biofilm z nadaljnjimi delitvami začel rasti še v tretjo dimenzijo. Znanstveniki in znanstvenice so ugotovili še, da je za nastanek trodimenzionalnega biofilma ključen gen rbmA.

Preučevanje biofilmov je pomembno, saj nekatere bakterije tvorijo biofilme tudi v človeku, na primer na zobeh ali na steni debelega črevesja. Bakterije, ki živijo v biofilmu, so do tisočkrat bolj odporne proti antibiotikom kot posamezne bakterije.

Tridimenzionalne zgradbe pa nimajo le bakterijski biofilmi, ampak tudi človeške beljakovine. Kitajski in ameriški znanstveniki in znanstvenice so naredili model tridimenzionalne strukture človeškega receptorja za Δ9-tetrahidrokanabinol, ki je bolj znan pod kratico THC.

Receptor CB1 je beljakovina, ki se nahaja na površini celic centralnega živčnega sistema in tudi drugje v telesu, na primer na jetrnih celicah. Na receptor se veže THC, ta vezava pa sproži spremembe v celicah, ki se na koncu odražajo v učinkih THCja.

V raziskavi so najprej pridobili beljakovinske kristale in jih nato izpostavili rentgenskim žarkom. Iz podatkov o sipanju žarkov so nato naredili model strukture receptorja CB1. Model strukture je potreben za razumevanje delovanja receptorja in razvoj zdravil, ki bi lahko preko vezave na receptor CB1 pomagala pri obvladovanju bolečine, vnetjih, debelosti in pri sindromu odvisnosti.

Tridimenziolane strukture so zanimale Angeliko.