2015-04-01 04:55:05
Ερευνητές του Ινστιτούτου Μικροβιολογίας στο Ομοσπονδιακό Πολυτεχνείο της... Ζυρίχης (ETH Zurich) σε συνεργασία με συναδέλφους τους από το Πανεπιστήμιο της Βόννης ανακάλυψαν μια νέα πρωτεΐνη με αντιβιοτικές ιδιότητες σε ένα μανιτάρι που αναπτύσσεται στην κοπριά των αλόγων.
Οι ειδικοί εξερευνούν αυτή τη στιγμή τις πιθανές εφαρμογές της σημαντικής ανακάλυψης.
Η πρωτεΐνη που φέρεται ως αντιβιοτικό
Η πρωτεΐνη που εντόπισαν οι ειδικοί ονομάζεται copsin και έχει την ίδια επίδραση με τα συμβατικά αντιβιοτικά, αλλά ανήκει σε μια διαφορετική τάξη βιοχημικών ουσιών. Τα «παραδοσιακά» αντιβιοτικά είναι συχνά μη πρωτεϊνικές οργανικές ουσίες.
Οι ερευνητές με επικεφαλής τον Μάρκους Αέμπι, καθηγητή Μυκητολογίας στο ΕΤΗ Ζurich, ανακάλυψαν την ουσία στο κοινό μανιτάρι Coprinopsis cinerea που αναπτύσσεται στην κοπριά των αλόγων. Η ανακάλυψη ήταν τυχαία.
Οταν οι επιστήμονες ξεκίνησαν τη μελέτη τους προσπαθούσαν να κατανοήσουν πώς το συγκεκριμένο μανιτάρι και διαφορετικά βακτήρια αλληλοεπηρεάζονται σε ό,τι αφορά την ανάπτυξή τους. Για να το επιτύχουν άρχισαν να καλλιεργούν τον μύκητα στο εργαστήριο μαζί με διαφορετικούς τύπους βακτηρίων.
Οπως είδαν, ο μύκητας σκότωνε ορισμένα βακτήρια. Περαιτέρω μελέτες έδειξαν ότι η πρωτεΐνη copsin που παράγεται από το μανιτάρι διαθέτει τις αντιβιοτικές «εξολοθρευτικές» ιδιότητες.
«Ολοι αυτοί οι μικροοργανισμοί βρίσκονται σε συνεχή ανταγωνισμό για θρεπτικά στοιχεία και χώρο, και έτσι ήταν άκρως πιθανό να εντοπιστούν ισχυρά αντιβιοτικά σε ένα τέτοιο περιβάλλον, τα οποία χρησιμοποιούνται από διαφορετικούς οργανισμούς ώστε να ανασταλεί η ανάπτυξη των... ανταγωνιστών» σημείωσε ο Αντρέας Εσιγκ, μεταδιδακτορικός ερευνητής στην ομάδα του καθηγητή Αέμπι και πρώτος συγγραφέας της μελέτης.
Οι ντιφενσίνες
Η copsin ανήκει σε μια ομάδα μικρών πρωτεϊνών που ονομάζονται ντιφενσίνες και παράγονται από πολλούς οργανισμούς ώστε να είναι σε θέση να πολεμήσουν μικροοργανισμούς οι οποίοι προκαλούν νόσους. Το ανθρώπινο σώμα παράγει επίσης ντιφενσίνες ώστε να προστατευθεί από λοιμώξεις. Τέτοιου είδους πρωτεΐνες έχουν, για παράδειγμα, εντοπιστεί στο δέρμα και στους βλεννογόνους των ανθρώπων.
Ο δρ Εσιγκ διερευνά αυτή τη στιγμή πιθανές εφαρμογές της copsin (η ερευνητική ομάδα έχει μάλιστα υποβάλει σχετική αίτηση για κατοχύρωση πατέντας σε ό,τι αφορά την πρωτεΐνη).
Οι βιοχημικές της ιδιότητες ήταν εκείνες που οδήγησαν τους ειδικούς στο να ασχοληθούν τόσο μαζί της. «Η copsin είναι μια απίστευτα σταθερή πρωτεΐνη» ανέφερε ο δρ Εσιγκ.
Οπως εξήγησε, σε γενικό πλαίσιο οι πρωτεΐνες είναι άκρως ευάλωτες σε ένζυμα αποικοδόμησης καθώς και στις υψηλές θερμοκρασίες. Η copsin όμως αποτελεί εξαίρεση αφού παραμένει σταθερή ακόμη και όταν θερμανθεί σε θερμοκρασίες της τάξεως των 100 βαθμών Κελσίου επί αρκετές ώρες ή όταν εκτεθεί σε επιθετικά ένζυμα.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η συγκεκριμένη πρωτεΐνη διαθέτει αυτές τις ιδιότητες χάρη στην άκρως συμπαγή τρισδιάστατη δομή της, όπως αποκάλυψε η φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού.
Ο μηχανισμός δράσης
Οι επιστήμονες ήταν επίσης σε θέση να φέρουν στο φως τον ακριβή μηχανισμό δράσης της copsin, ανακαλύπτοντας ότι η πρωτεΐνη μπορεί να προσδεθεί στο λιπίδιο ΙΙ, έναν δομικό λίθο των κυτταρικών τοιχωμάτων των βακτηρίων. «Το "χτίσιμο" του κυτταρικού τοιχώματος αποτελεί την αχίλλειο πτέρνα των βακτηρίων. Αν η copsin προσδεθεί στο λιπίδιο ΙΙ, τα βακτήρια πεθαίνουν αφού δεν είναι σε θέση να χτίσουν νέο κυτταρικό τοίχωμα» υπογράμμισε ο δρ Εσιγκ.
Και στη βιομηχανία τροφίμων
Η copsin φαίνεται να είναι πολλά υποσχόμενη όμως όχι μόνο ως αντιβιοτικό αλλά και στη βιομηχανία τροφίμων. Και αυτό διότι μπορεί να εξολοθρεύσει πολλά παθογόνα, όπως τη Listeria, ένα είδος βακτηρίου που προκαλεί σοβαρή τροφική δηλητηρίαση και έτσι αποτελεί «φόβο και τρόμο» των παραγωγών τροφίμων - κυρίως σε ό,τι αφορά ζωικά προϊόντα που δεν έχουν υποστεί θερμική επεξεργασία όπως τυριά από ωμό γάλα ή αποξηραμένα κρέατα.
Από την πλευρά του ο καθηγητής Αέμπι σημειώνει ότι δεν είναι σίγουρος για το αν η copsin θα μπορούσε κάποια ημέρα να αποτελέσει αντιβιοτικό για τον άνθρωπο. Ακόμη όμως και αν δεν συμβεί αυτό, η ανακάλυψή της είναι άκρως σημαντική για την έρευνα, υποστηρίζει ο ειδικός.
Τον προκαλεί το να δώσει κάποια στιγμή μια απάντηση στο θεμελιώδες ερώτημα σχετικά με το πώς οι μύκητες έχουν καταφέρει να χρησιμοποιούν πρωτεΐνες ως αντιβιοτικές ουσίες προκειμένου να προστατεύονται από τα βακτήρια επί εκατομμύρια έτη αλλά τα βακτήρια έχουν καταφέρει μέσα σε μόλις 70 χρόνια να αναπτύξουν ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά που λαμβάνει ο άνθρωπος. Tromaktiko
Οι ειδικοί εξερευνούν αυτή τη στιγμή τις πιθανές εφαρμογές της σημαντικής ανακάλυψης.
Η πρωτεΐνη που φέρεται ως αντιβιοτικό
Η πρωτεΐνη που εντόπισαν οι ειδικοί ονομάζεται copsin και έχει την ίδια επίδραση με τα συμβατικά αντιβιοτικά, αλλά ανήκει σε μια διαφορετική τάξη βιοχημικών ουσιών. Τα «παραδοσιακά» αντιβιοτικά είναι συχνά μη πρωτεϊνικές οργανικές ουσίες.
Οι ερευνητές με επικεφαλής τον Μάρκους Αέμπι, καθηγητή Μυκητολογίας στο ΕΤΗ Ζurich, ανακάλυψαν την ουσία στο κοινό μανιτάρι Coprinopsis cinerea που αναπτύσσεται στην κοπριά των αλόγων. Η ανακάλυψη ήταν τυχαία.
Οταν οι επιστήμονες ξεκίνησαν τη μελέτη τους προσπαθούσαν να κατανοήσουν πώς το συγκεκριμένο μανιτάρι και διαφορετικά βακτήρια αλληλοεπηρεάζονται σε ό,τι αφορά την ανάπτυξή τους. Για να το επιτύχουν άρχισαν να καλλιεργούν τον μύκητα στο εργαστήριο μαζί με διαφορετικούς τύπους βακτηρίων.
Οπως είδαν, ο μύκητας σκότωνε ορισμένα βακτήρια. Περαιτέρω μελέτες έδειξαν ότι η πρωτεΐνη copsin που παράγεται από το μανιτάρι διαθέτει τις αντιβιοτικές «εξολοθρευτικές» ιδιότητες.
«Ολοι αυτοί οι μικροοργανισμοί βρίσκονται σε συνεχή ανταγωνισμό για θρεπτικά στοιχεία και χώρο, και έτσι ήταν άκρως πιθανό να εντοπιστούν ισχυρά αντιβιοτικά σε ένα τέτοιο περιβάλλον, τα οποία χρησιμοποιούνται από διαφορετικούς οργανισμούς ώστε να ανασταλεί η ανάπτυξη των... ανταγωνιστών» σημείωσε ο Αντρέας Εσιγκ, μεταδιδακτορικός ερευνητής στην ομάδα του καθηγητή Αέμπι και πρώτος συγγραφέας της μελέτης.
Οι ντιφενσίνες
Η copsin ανήκει σε μια ομάδα μικρών πρωτεϊνών που ονομάζονται ντιφενσίνες και παράγονται από πολλούς οργανισμούς ώστε να είναι σε θέση να πολεμήσουν μικροοργανισμούς οι οποίοι προκαλούν νόσους. Το ανθρώπινο σώμα παράγει επίσης ντιφενσίνες ώστε να προστατευθεί από λοιμώξεις. Τέτοιου είδους πρωτεΐνες έχουν, για παράδειγμα, εντοπιστεί στο δέρμα και στους βλεννογόνους των ανθρώπων.
Ο δρ Εσιγκ διερευνά αυτή τη στιγμή πιθανές εφαρμογές της copsin (η ερευνητική ομάδα έχει μάλιστα υποβάλει σχετική αίτηση για κατοχύρωση πατέντας σε ό,τι αφορά την πρωτεΐνη).
Οι βιοχημικές της ιδιότητες ήταν εκείνες που οδήγησαν τους ειδικούς στο να ασχοληθούν τόσο μαζί της. «Η copsin είναι μια απίστευτα σταθερή πρωτεΐνη» ανέφερε ο δρ Εσιγκ.
Οπως εξήγησε, σε γενικό πλαίσιο οι πρωτεΐνες είναι άκρως ευάλωτες σε ένζυμα αποικοδόμησης καθώς και στις υψηλές θερμοκρασίες. Η copsin όμως αποτελεί εξαίρεση αφού παραμένει σταθερή ακόμη και όταν θερμανθεί σε θερμοκρασίες της τάξεως των 100 βαθμών Κελσίου επί αρκετές ώρες ή όταν εκτεθεί σε επιθετικά ένζυμα.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η συγκεκριμένη πρωτεΐνη διαθέτει αυτές τις ιδιότητες χάρη στην άκρως συμπαγή τρισδιάστατη δομή της, όπως αποκάλυψε η φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού.
Ο μηχανισμός δράσης
Οι επιστήμονες ήταν επίσης σε θέση να φέρουν στο φως τον ακριβή μηχανισμό δράσης της copsin, ανακαλύπτοντας ότι η πρωτεΐνη μπορεί να προσδεθεί στο λιπίδιο ΙΙ, έναν δομικό λίθο των κυτταρικών τοιχωμάτων των βακτηρίων. «Το "χτίσιμο" του κυτταρικού τοιχώματος αποτελεί την αχίλλειο πτέρνα των βακτηρίων. Αν η copsin προσδεθεί στο λιπίδιο ΙΙ, τα βακτήρια πεθαίνουν αφού δεν είναι σε θέση να χτίσουν νέο κυτταρικό τοίχωμα» υπογράμμισε ο δρ Εσιγκ.
Και στη βιομηχανία τροφίμων
Η copsin φαίνεται να είναι πολλά υποσχόμενη όμως όχι μόνο ως αντιβιοτικό αλλά και στη βιομηχανία τροφίμων. Και αυτό διότι μπορεί να εξολοθρεύσει πολλά παθογόνα, όπως τη Listeria, ένα είδος βακτηρίου που προκαλεί σοβαρή τροφική δηλητηρίαση και έτσι αποτελεί «φόβο και τρόμο» των παραγωγών τροφίμων - κυρίως σε ό,τι αφορά ζωικά προϊόντα που δεν έχουν υποστεί θερμική επεξεργασία όπως τυριά από ωμό γάλα ή αποξηραμένα κρέατα.
Από την πλευρά του ο καθηγητής Αέμπι σημειώνει ότι δεν είναι σίγουρος για το αν η copsin θα μπορούσε κάποια ημέρα να αποτελέσει αντιβιοτικό για τον άνθρωπο. Ακόμη όμως και αν δεν συμβεί αυτό, η ανακάλυψή της είναι άκρως σημαντική για την έρευνα, υποστηρίζει ο ειδικός.
Τον προκαλεί το να δώσει κάποια στιγμή μια απάντηση στο θεμελιώδες ερώτημα σχετικά με το πώς οι μύκητες έχουν καταφέρει να χρησιμοποιούν πρωτεΐνες ως αντιβιοτικές ουσίες προκειμένου να προστατεύονται από τα βακτήρια επί εκατομμύρια έτη αλλά τα βακτήρια έχουν καταφέρει μέσα σε μόλις 70 χρόνια να αναπτύξουν ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά που λαμβάνει ο άνθρωπος. Tromaktiko
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ ΑΡΘΡΟ
Πώς να εμφανίσετε το Paper Tape στην εφαρμογή Calculator στο Mac
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
