Gén-tolvaj alga

A Galdieria suphuraria egy igen különleges vörösalga faj. A Yellowstone Park, Izland és az Etna vulkáni forrásainak legsikeresebb faja – az ott élő élőlények 90%-át teszi ki. Sokkal nagyobb számban fordul elő ezeken az extrém élőhelyeken, mint egyes alacsonyabb rendű extrém só- és nehézfém-toleráns baktérium vagy ősbaktérium fajok.

Ez a vörösalga faj átlagos körülmények között zöld színű és fotoszintetizálással állít elő energiát, ám az extrém körülmények között élő, nehézfém-toleráns változata sárga, és kemotróf - kémiai energianyerés - életmódra tért át. A G. suphuraria egysejtű szerveződésű, nyálkás réteget alkotva élnek köveken.

Gerald Schönknecht és csapata a Yellowstone Nemzeti Park vulkanikus forrásaitól vettek mintákat, és megvizsgálták a faj DNS-szekvenciáit. A vizsgálatok alapján pedig kiderült, hogy a faj sikerének titka, hogy géneket lop a környezetében élő baktérium- és ősbaktérium fajoktól. A folyamat jelentősége az, hogy míg a sejtmaggal nem rendelkező baktériumok képesek kicserélni egymással a DNS-szakaszaikat ivaros szaporodás nélkül (gén-transzfer), addig a magasabb rendű, sejtmaggal rendelkező eukarióták esetében, mint az algák, ez nem jellemző. A kutatók sikeresen meghatározták a G. suphuraria túléléséhez szükséges gének szerepét, és azt, hogy milyen hatékonyan alkalmazza a baktériumokra jellemző géntranszfer stratégiát. A vizsgálatok pl. azt mutatták ki, hogy az algákban az ATPáz enzim számos, ősbaktériumokra jellemző típusa jelent meg, mely a hőtűrésüket javítja. Az extrém termofil baktériumokban ez az enzim másféle szerkezettel rendelkezik, mint más élőlényekben, és ez segíti a hőtűrést. Hasonlóképpen jelentek meg a sók, arzén, higany és egyéb nehézfémek ártalmatlanítását szolgáló fehérjék kialakulásához szükséges gének is.

G. suphuraria
Kép: Christine Oesterhelt

De nem csupán ezek az enzimeket és fehérjéket „lopták” el a baktériumoktól, hanem a tápanyagfelvétel folyamatát is tőlük tanulták el. Így glicerolt, acetátot hasznosítanak, és nincsenek csupán a fotoszintézisre utalva.

A kutatók egyelőre még nem tudják a géntranszfer pontos folyamatát. Lehetséges, hogy vírusok, paraziták, szimbionta baktériumok által került be a sejtekbe. Hozzá kell tennünk viszont, hogy ha a G. suphuraria nem lenne egysejtű, akkor ez a módszer nem sokat érne. Többsejtűeknél ugyanis a géneknek az ivarsejtekbe kellene jutniuk, hogy öröklődhessenek.

A kutatók most más egysejtűeket is vizsgálnak a géntranszfer szempontjából. Az viszont már bizonyított, hogy a G. suphuraria nem lenne képes megélni ezen az extrém élőhelyen a baktériumoktól szerzett gének nélkül.

ATP: adenozin-trifoszfát - energia tárolásra, szállításra, energiaforrásként használja a szervezet.
enzim: biokatalizátor - gyorsítja a szervezetben lejátszódó biokémiai folyamatokat

Forrás: Medbio