Εξαιρετικά πολύπλοκη η μονοκύτταρη ζωή

Ένα «απλό» βακτήριο μόνο απλό δεν είναι: Η μονοκύτταρη ζωή αποδεικνύεται απρόσμενα πολύπλοκη, σύμφωνα με νέα διεθνή έρευνα με ελληνική συμμετοχή.

Η εσωτερική λειτουργία ενός -υποτίθεται- απλού μικρο-οργανισμού όπως ένα βακτήριο, αποδεικνύεται ότι είναι πολύ πιο πολύπλοκη από ό,τι πίστευαν μέχρι τώρα οι επιστήμονες, σύμφωνα με μια νέα έρευνα (με τη συμμετοχή Ελλήνων ερευνητών που εργάζονται στη Γερμανία και την Ισπανία), η οποία προσέφερε την πιο λεπτομερή μέχρι σήμερα εικόνα των θεμελιωδών λειτουργιών της ζωής σε μοριακό επίπεδο. Η έρευνα όμως επίσης κατέδειξε πόσο απέχουν οι βιολόγοι από το να κατανοήσουν πλήρως τη βιοχημική λειτουργία ακόμα και των πιο απλών οργανισμών.

Μια ενδελεχής εξέταση του μυκοπλάσματος της πνευμονία (που προκαλεί μια μορφή της ασθένειας στους ανθρώπους), έφερε στο φως λεπτομέρειες που ανατρέπουν τις μέχρι τώρα αντιλήψεις σχετικά με το πώς το «δουλεύει» το μικροσκοπικό βακτήριο και τα γονίδιά του. Μεταξύ άλλων, η έρευνα φέρνει πιο κοντά την ημέρα που θα είναι δυνατή η δημιουργία τεχνητής-συνθετικής ζωής.

Η αποκαλυπτική μελέτη έγινε από ερευνητές με επικεφαλής τον Πιρ Μπορκ, ειδικό στη βιοπληροφορική, του Ευρωπαϊκού Εργαστηρίου Μοριακής Βιολογίας (EMBL) στη Χαϊδελβέργη της Γερμανίας και δημοσιεύτηκε σε τρεις ξεχωριστές εργασίες στο περιοδικό «Science», σύμφωνα με το «New Scientist» και το «Nature» . Στην πολυπληθή ερευνητική ομάδα συμμετείχαν και δύο ελληνικής καταγωγής ερευνητές, ο Αχιλλέας Φραγκάκης από το EMBL και ο Κωνσταντίνος Μιχαλοδημητράκης από το πανεπιστήμιο Πομπέου Φάμπρα της Βαρκελώνης στην Ισπανία.

«Υπήρξαν πολλές εκπλήξεις. Αν και έχει ένα πολύ μικροσκοπικό γονιδίωμα, το βακτήριο αυτό είναι πολύ πιο πολύπλοκο από ό,τι νομίζαμε», δήλωσε ο Μπορκ. «Δείξαμε πόσο μακριά πρέπει κανείς να φθάσει για να συλλάβει πλήρως τι συμβαίνει σε έναν οργανισμό», δήλωσε ο Έρικ βαν Νιμβέγκεν, ειδικός στη βιοπληροφορική στο πανεπιστήμιο της Βασιλείας στην Ελβετία και πρόσθεσε ότι οι επιστήμονες έχουν να διανύσουν ακόμα μεγάλη απόσταση μέχρι να έχουν στα χέρια τους μια ολοκληρωμένη μοριακή περιγραφή ακόμα και των απλούστερων κυττάρων.

To συγκεκριμένο μυκόπλασμα, που δεν είναι ο μικρότερος οργανισμός στον πλανήτη μας, αλλά διαθέτει μόλις 689 γονίδια -έναντι 4.000 σε πολλά άλλα βακτήρια και περίπου 20.000 στους ανθρώπους- βρέθηκε ότι έχει μια εντυπωσιακή προσαρμοστικότητα και ευκαμψία, που του επιτρέπει να αντιδρά ταχύτατα στις αλλαγές στο περιβάλλον του και την τροφή του.

Το μεγαλύτερο σοκ για τους επιστήμονες ήταν ότι το μυκόπλασμα της πνευμονίας τα βγάζει πέρα με μόνο οκτώ γονιδιακούς «διακόπτες» ή «μεταγραφικούς παράγοντες», σε σχέση με πάνω από 50 σε άλλα βακτήρια (π.χ. στο γνωστό Escherichia coli). Οι «διακόπτες» αυτοί είναι οι παράγοντες-κλειδιά, που επιτρέπουν στους ζωντανούς οργανισμούς να ενεργοποιούν ή να απενεργοποιούν τα γονίδια.

Μια άλλη απρόσμενη ανακάλυψη ήταν ότι οι πρωτεΐνες που παράγονται από τα γονίδια του βακτηρίου, δεν «ζευγαρώνουν» κατ' ανάγκην με τους πιο κοντινούς τους γείτονες (όπως θεωρείτο μέχρι τώρα), αλλά συχνά συνδυάζονται με πρωτεΐνες που προέρχονται από άλλα μακρινά γονίδια, αυξάνοντας έτσι κατά πολύ την ευπροσαρμοστικότητα και ευελιξία αντίδρασης του βακτηρίου στις αλλαγές του περιβάλλοντός του (π.χ. του ανθρώπινου οργανισμού όπου ζει).

Εξάλλου βρέθηκε ότι το βακτήριο αντισταθμίζει την ύπαρξη των λίγων γονιδίων του και άρα των λίγων πρωτεϊνών του, με το να χρησιμοποιεί κάθε μια πρωτεΐνη για μια ποικιλία λειτουργιών, με συνέπεια η ίδια πρωτεΐνη να κάνει πολλά διαφορετικά πράγματα.

Η έρευνα μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να ελέγξουν και να «χειραγωγήσουν» καλύτερα τα βακτήρια που ήδη χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία επιθυμητών μορίων, π.χ. για φαρμακευτικά σκευάσματα ή ένζυμα που «καταπίνουν» βιομηχανικά απόβλητα.

www.kathimerini.grμε πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ