Hlavní strana Autorské články a zajímavosti ze světa biotechnologií Tajemství obrany páteříčků inspiruje biotechnologie

Tajemství obrany páteříčků inspiruje biotechnologie

Datum: 21.1.2013

Polyiny, nebo též polyacetyleny představují pestrou skupinu organických sloučenin na Zemi a dokonce i ve vesmíru. Našli jsme je totiž i v mezihvězdných molekulárních mračnech s nízkým obsahem vodíku. Jinak jsou k vidění v celé řadě organismů a mnohým z nich se připisují vlastnosti zajímavé pro medicínu. Například jedna taková sloučenina, objevená v kůže indonéské parazitické rostliny Paramacrolobium caeruleum, příbuzné našemu jmelí, se ve své domovině používá k léčbě rakoviny. Polyacetylenový pigment thiarubrin B zase pochází z ambrózie trojklanné (Ambrosia trifida) čeledi hvězdnicovitých. Rostliny s touto látkou se v Africe či v Americe využívají k léčbě kožních onemocnění a vypuzování parazitů. Některé zajímavé polyiny, schopné zabíjet nežádoucí buňky, obsahují běžně pěstované mrkvovité rostliny, jako například mrkev, celer, anebo petržel.

Pozoruhodným polyacetylenem je i exoticky vyhlížející dihydromatrikariová kyselina (DHMA). Tuto mastnou kyselinu a jí blízce podobné sloučeniny obsahují všelijaké rostliny včetně játrovek a mechů, také řasy, houby (Fungi) a tak trochu paradoxně i mořští houbovci. Jedinými dalšími živočichy, u nichž jsme kdy dihydromatrikariovou kyselinu odhalili, jsou páteříčci, tedy relativně měkcí brouci z čeledi Cantharidae. Jde o ve střední Evropě důvěrně známé blízké příbuzné světlušek, kteří ovšem sami nesvítí. Každý, kdo se stará o nějaký kus zeleně, by měl jejich přítomnost velmi vítat, protože na zahradě udělají velký kus práce. Jejich larvy jsou nelítostnými predátory vajíček sarančat, mšic, housenek a jiných nežádoucích nájemníků. Dospělí páteříčci obvykle milují mšice a kromě nich si dopřávají i nektar s pylem, takže se do jisté míry sehrávají i roli opylovačů rostlin. Teď se rýsuje možnost, že by nám mohli prospět i jiným způsobem.

Odborníci měli za to, že si páteříčci DHMA obstarávají z rostlin, na nichž žijí. Ostatně nebyli by v přírodě první ani poslední. Jenže, páteříčci si podle všeho kyselinu dihydromatrikariovou sami vyrábějí. Vylučují ji ve světlých, lepivých výměšcích žláz, aby se s její pomocí bránili větším predátorům, například ptákům a také ji využívají k ochraně nakladených vajíček. Každý, kdo kdy chytal nějaké páteříčky, je s těmito výměšky jistě důvěrně seznámen.

Victoria Haritos ze CSIRO Ecosystem Sciences a její kolegové nedávno odhalili tři klíčové geny, které se u páteříčků podílejí na tvorbě kyseliny dihydromatrikariové. Haritos a spol. izolovali z RNA páteříčků sekvence tří desaturáz souvisejících s acyl koenzymem A a poté je úspěšně přeložili do proteinů ve kvasinkách. Ukázalo se, že tyto tři proteiny postačují k přeměně běžné kyseliny olejové na 18ti uhlíkový prekurzor kyseliny dihydromatrikariové páteříčků. Podle fylogenetické analýzy se tyto nově objevené geny objevily zcela nezávisle na genech, které mají na starost tvorbu podobných polyinů u rostlin či hub. Podle všeho jde o pozoruhodnou evoluční novinku skupiny brouků, ze které by jsme mohli mít prospěch.

Látky podobné kyselině dihydromatrikariové je velice těžké vyrábět v klasické chemické továrně. Teď se nám ale nabídla zajímavá možnost, po které by mohly sáhnout biotechnologické laboratoře. Páteříčci očividně používají jenom tři proteiny a není to na pohled nijak zvlášť složité. Nejspíš nebude příliš obtížné vytvořit geneticky vylepšené mikroorganismy, které to svedou taky a budou pro nás vyrábět kyselinu dihydromatrikariovou ve velkém. Mohla by se stát zdrojem zajímavých antibiotik i jiných léčiv, kterých asi nikdy nebude dost.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.