Környezetvédő gyűrűsférgek

Vágólapra másolva!
Mostanáig úgy gondolták, hogy az arzén, higany és kadmium lebontását végző phytochelatinszintetáz enzim csupán növényekben és néhány gombában található meg.
Vágólapra másolva!

A Pennsylvania Egyetem biológusai elsőként állatokban is azonosítottak egy, a nehézfémek detoxikálására képes biokémiai útvonalat. A Philip A. Rea biológiaprofesszor vezette kutatócsoport a Caenorhabditis elegans nevű gyűrűsféreggel végzett kísérleteiről a Journal of Biological Chemistryben számolt be.

Az állatok nehézfémet lebontó képességeit vizsgáló mintegy két évtizede tartó kutatás során a phytochelatinok esetleges szerepére még csak nem is gondoltak. Meglehetősen ritka, hogy egy növényből származó genetikai felfedezés vetne fényt ilyen jelentős, állatokban végbemenő folyamatokra, hiszen eddig éppen az állatokkal és mikroorganizmusokkal foglalkozó kutatások eredményeiről következtettünk a növényi mechanizmusokra, állítja Chris Cobbett, a Melbourne-i Egyetem növénygenetikusa, a nehézfémek növényi folyamatainak szakértője.

A növényi PC-szintetáz gént 1999-ben izolálták Reáék. Felismerték a szennyezett területek tisztításában betöltött jelentős szerepét. Kíváncsiak voltak arra, vajon a növények országán kívül is megtalálják-e ezt a DNS-szakaszt, így számos más faj, beleértve a C. elegans szekvenált genomjának vizsgálata következett.

A kutatók sosem kerestek volna PC-t állati szervezetekben, ha a gyűrűsféreg teljes DNS-állománya nem lett volna ismert. A szintetázt kódoló ce-pcs-1-gén pedig óriási meglepetést okozott, ugyanis az általa kódolt növényi, valamint állati enzim működése teljesen azonos. A vad típusú féregtől eltérően azok, amelyekben hiányzott a PC-szintetázt kódoló gén, nehézfémekre érzékenyebben reagáltak, jellemző volt a szöveti károsodás, illetve a terméketlenség. Az Arabidopsis thaliana nevű növény, valamint a Schizosaccharomyces pomba penészgomba után a C. elegans a harmadik szervezet, amelyben bizonyítottan megtalálható ez a gén.

Az enzim hatáskörébe tartozó arzén, higany, kadmium pedig a tíz leggyakrabban szennyeződést okozó anyag közé tartozik, és emelkedő kibocsátásuk akut problémát jelent minden szervezetnek, így az ember számára is. Fehérjéket, enzimeket károsítanak, hiszen a sejt receptorairól kiszorítják a szükséges rezet és cinket, valamint oxigéngyökök kialakulását is elősegítik. A PC-szintetázok egy kadmiumaffinitást mutató, szulfurban gazdag peptidet, a glutationt polimerizálják.

A folyamat termékei, a phytochelatinok igen erősen kötődnek a nehézfématomokhoz, mozgásképtelenné teszik őket, így azok nem tudnak sejten belül oda eljutni, ahol toxikus hatásaikat kifejthetnék. Szennyezett területek tisztításában éppen ezért jó szolgálatot tennének.

A kutatók remélik, hogy idővel a parazita gerincteleneknél is hasonló biokémiai mechanizmusokat fedeznek fel. Az élősködők okozta megbetegedések, mint például a súlyos ödémaképződéssel járó vénás gyulladás, az elephantitis, valamint a filariasis, évente emberek millióit pusztítja el világszerte.

Kezelésükben a hagyományos módszerek olykor hatástalannak bizonyulnak, hiszen a paraziták bizonyos nehézfémekből készülő gyógyszerekkel szemben védelmet alakítottak ki. A rezisztencia emelkedésének hátterében talán éppen ez a mechanizmus áll.