Słonecznice (Heliozoa) to eukarionty (organizmy zbudowane z komórek mających jądro komórkowe) o kulistej budowie, pozbawione szkieletu, potrafiące schwytać organizmy większe niż one same (np. wrotki). Raphidocystis contractilis jest przedstawicielem gromady słonecznic, występującym w wodzie słodkiej i słonej. Niektórzy nazywają je “robakami słonecznymi” ze względu na promieniste, palczaste ramiona (aksopodia), które nadają im wygląd podobny do Słońca.
Aksopodia (zwane także nibynóżkami) R. contractilis są zbudowane z heterodimerów tubuliny alfa-beta, które tworzą mikrotubule. Słonecznice potrafią bardzo szybko cofać ramiona w odpowiedzi na bodźce, choć mechanizm stojący za tym zjawiskiem jest owiany tajemnicą. Prof. Motonori Ando i prof. Mayuko Hamada z Uniwersytetu w Okayamie postanowili się przyjrzeć tym ruchom. Szczegóły opublikowano w Journal of Eukaryotic Microbiology.
Czytaj też: Dodo powróci, ale czy to na pewno dobry pomysł? Już raz ten gatunek zabiliśmy
Prof. Motonori Ando mówi:
Niedawno w różnych ekosystemach w prefekturze Okayama odkryto wiele różnych słonecznic, co pozwala sądzić, że kilka gatunków zamieszkuje to samo środowisko. Próbujemy rozwikłać tajemnice wokół tych pierwotniaków i stopniowo poszerzać horyzonty naszej wiedzy.
Najszybsze ruchy w przyrodzie
Naukowcy przyjrzeli się białku zwanemu tubuliną i obserwowali jego ruch przed i po skurczeniu się nibynóżek. Odkryli, że początkowo były one ułożone systematycznie na całej długości, ale po wycofaniu szybko gromadziły się na powierzchni komórki. To oznacza, że podczas gwałtownego chowania, mikrotubule natychmiast rozpadały się na tubulinę. Zaskakujące było to, że degradacja mikrotubul zachodzi tak szybko, gdyż zwykle jest zjawiskiem powolnym. Jak to możliwe?
Pojawiły się różne hipotezy, ale najbardziej prawdopodobna mówi, że mikrotubule rozpadają się w wielu miejscach jednocześnie. Uczeni postanowili znaleźć białka i geny zaangażowane w błyskawiczną degradację mikrotubul u R. contractilis.
Szczegółowe badania doprowadziły do znalezienia blisko 32 000 genów najbardziej podobnych do tych, które można znaleźć u pierwotniaków (organizmów jednokomórkowych), a następnie u Metazoa (organizmów zbudowanych z komórek tworzących tkanki, w tym ludzi i zwierzęta). Wykryto kilka genów zaangażowanych w zaburzenie działania mikrotubul, wśród nich katanina p60, kinezyna czy białka sygnalizacji wapniowej. Katanina p60 była związana z kontrolą długości ramienia nibynóżek, a kinezyna-13 (główne białko destabilizujące mikrotubule) odgrywa ważną rolę w ich kurczeniu się. To by oznaczało, że aksopodia słonecznic funkcjonują jako czuły sensor i mogą wykrywać drobne zmiany w środowisku, np. obecność jonów metali czy leków.
Czytaj też: Ile ważą stawonogi na Ziemi? Padły konkretne liczby
Prof. Motonori Ando podsumowuje:
Wierzymy, że aksopodialna odpowiedź słonecznic może być wykorzystana jako wskaźnik do opracowania tymczasowych urządzeń do wykrywania i monitorowania zanieczyszczeń środowiska i wody wodociągowej. Może być również wykorzystana jako nowatorski system do pierwotnego badania nowych leków przeciwnowotworowych.