Muszka owocowa (Drosophila melanogaster) jest jednym z pierwszych organizmów eukariotycznych, których DNA zostało w pełni zsekwencjonowane. Dzięki łatwej hodowli, prostemu sposobowi krzyżowania i szybkiemu wzrostowi, muszka owocowa jest najpopularniejszym organizmem modelowym na Ziemi. Genom muszki ma “zaledwie” 131-165 mln par nukleotydów, a liczba genów wynosi ok. 14 tys.
Czytaj też:Muszki owocowe jak ludzie. Książki do biologii do poprawki
O owadach tych naprawdę wiemy sporo, ale wciąż mogą nas zaskoczyć. Naukowcy z Uniwersytetu Rockefellera odkryli w ich jelitach nowe organella, co pod wieloma względami jest zaskakujące. Nieznana wcześniej struktura gromadzi fosforany niezbędne do życia. W obliczu niedoborów, uwalniane są fosfolipidy – kluczowy składnik błony komórkowej. Szczegóły opisano w Nature.
Muszka owocowa i tajemnicze ciała PXo
Organella to struktury wewnątrz komórki, które można by porównać do organów. Każde z nich jest wyspecjalizowane do wykonywania konkretnego zadania. Jądro komórkowe przechowuje materiał genetyczny, mitochondria to fabryki energetyczne, wici służą do przemieszczania się, a aparaty Golgiego wytwarzają lizosomy. Teraz odkryto nowe organellum, o istnieniu którego wcześniej nie mieliśmy pojęcia – związane jest ono z fosforanami.
Czytaj też:Komórki macierzyste naprawią uszkodzone serce. Oto przełom na miarę osiągnięcia Profesora Religi
Fosforany odgrywają wiele ważnych ról w organizmach żywych. Są kluczowym składnikiem szkliwa, odpowiadają za mineralizację kości i stanowią ważny składnik błon komórkowych, DNA, RNA i białek. Nowe organella odkryto przypadkowo, gdy naukowcy pod kierunkiem dr Charlesa Xu chcieli zbadać rolę fosforanów w procesie regeneracji tkanek u muszek owocowych.
Uczeni podali owadom kwas fosfonowy, który uniemożliwia wchłanianie fosforu w komórkach. Bez dostępu do źródła fosforu, nastąpił wzrost produkcji komórek. Naukowcy sprawdzili jak fosforany wpływają na ekspresję genów i zwrócili uwagę na gen o nazwie PXo. Jest on podobny do genu występującego u ssaków, służącego do tworzenia białek wykrywających fosforany. Gdy poziom fosforanów był niski, ekspresja PXo była zmniejszona – co powodowało przyspieszenie podziałów komórkowych.
Kiedy białko PXo oznaczono fluorescencyjnie, odkryto, że jest ono zaangażowane w organizację tajemniczej struktury wewnątrz komórki. Po bliższym przyjrzeniu się, zespół znalazł owalne struktury złożone z wielu warstw membranowych, z białkiem PXo przenoszącym fosforany między nimi. Organelle te nazwano ciałami PXo – zmieniały fosforan w fosfolipidy, które komórki wykorzystują do budowy błon.
Czytaj też:To matematyka steruje biologią! Coraz bliżej odkrycia największej tajemnicy życia
Kiedy muszki spożywały mniej fosforanów, ciała PXo pękały, wylewając fosfolipidy i wyzwalając sygnał stresowy, który pobudzał podziały komórkowe. Naukowcy ustalili, że to właśnie wzrost produkcji komórek jest sposobem do ustabilizowania poziomu fosforanów w organizmie. Odkrycie jest o tyle istotne, że może zapoczątkować poszukiwania organelli przechowujących fosforany u innych zwierząt, także u ludzi.