Протисти Raphidocystis сontractili здатні рухати своїми відростками з рекордною для клітин швидкістю. Японські дослідники змогли пояснити, як їм це вдається, а також визначити білки і гени, що беруть участь в такому швидкому процесі. На думку авторів роботи, клітини R. сontractili можуть виявитися відмінними сенсорними системами, що відстежують зміни навколишнього середовища.
Протисти Raphidocystis сontractilis належать до групи сонячників (Heliozoa). Ці одноклітинні мешкають в морській воді і мають променевидні відростки — аксоподії. Кожна аксоподія містить субодиниці білка тубуліну, які утворюють мікротрубочки. У відповідь на зовнішні подразники R. сontractilis здатний відсмикувати свої аксподії з рекордною для клітини швидкістю.
Однак механізм, що лежить в основі цього надзвичайно швидкого руху, досі залишався загадкою. Тепер вчені з Університету Окаяма (Японія) змогли пояснити його і запропонувати практичне застосування. Результати їх дослідження опубліковані в журналі Journal of Eukaryotic Microbiology.
Автори розпочали свою роботу з імуномаркування тубуліну, а також спостереження за його станом до і після скорочення аксоподії. Виявилося, перед укороченням відростка субодиниці тубуліну систематично розташовувалися по всій довжині аксоподій, але після вони зосереджувалися на поверхні клітини. Це навело вчених на думку, що при швидкому відторгненню аксоподій мікротрубочки миттєво розпадаються на окремі субодиниці білка.
Але деградація мікротрубочок, як правило, не є швидким явищем. Тому вчені припустили, що у R. сontractilis мікротрубочки одночасно розщеплюються в декількох місцях. Щоб підтвердити свою гіпотезу, вони зайнялися пошуком білків і генів, що беруть участь в миттєвому розщепленні тубуліну.
Для цього дослідники провели секвенування транскриптома – це аналіз генів, що експресуються в клітині в певний час. В результаті вдалося ідентифікувати близько 32 тисяч генів.
Гомологічний та філогенетичний аналіз цього набору дозволив виявити кілька генів та їх білків, що беруть участь у руйнуванні мікротрубочок. Серед них найважливішими були катанін р60, кінезин та сигнальні білки кальцію. Катанін р60 бере участь у контролі довжини акспоподії. Кінезин-13 – основний білок, дестабілізуючий мікротрубочки. Сигнальні білки реагують на надходження іонів кальцію в клітину і індукують відторгнення аксоподій.
На думку дослідників, акспоподії R. сontractilis можуть функціонувати як чутливий сенсор, що виявляє найдрібніші зміни навколишнього середовища, такі як присутність іонів важких металів або протиракових препаратів.