|
Yeast Colony Group |
|
|||||||||||||||||||||||
|
Náš výzkum |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
Z historických důvodů je zvykem rozdělovat organismy
na jednobuněčné a mnohobuněčné. Má však toto dělení skutečné opodstatnění?
Jsou pomyslné hranice rozdělující tyto dvě skupiny skutečně tak striktní ?
Během posledních let se ukazuje, že nikoli. Ukazuje se totiž, že většina
jednobuněčných organismů je schopna tvořit za určitých růstových podmínek
organisované mnohobuněčné struktury - povlaky, biofilmy
a kolonie, které jsou v přírodních podmínkách převládající formou výskytu
mikroorganismů. Existence v komunitách v rámci takových struktur umožňuje mikroorganismům
lépe přežívat nepříznivé přírodní podmínky. Řada procesů, dříve přisuzovaných
pouze "pravým" mnohobuněčným organismům (např. diferenciace) byla
zjištěna i u mnohobuněčných struktur tvořených mikroorganismy. Poznání
molekulárních a buněčných mechanismů uplatňujících se při tvorbě a vývoji
mnohobuněčných komunit mikroorganismů tak může přinést i poznatky důležité
pro tvorbu a vývoj tkání vyšších živočichů včetně člověka. V naší laboratoři
studujeme vývoj a "chování" kvasinkových kolonií jako modelu
organisovaných mnohobuněčných struktur. · Kvasinky rostoucí na
pevném povrchu vytvářejí mnohobuněčné struktury, tzv. kolonie, s
charakteristickou organisovanou morfologií, která vzniká
dělením nepohyblivých kvasinkových buněk. Organisace
kvasinkových kolonií proto musí být zajištěna signály vysílanými a
přijímanými dělícími se buňkami, které kolonii tvoří. Z tohoto pohledu
připomíná vývoj kvasinkové kolonie tvorbu tkání a orgánů vyšších
mnohobuněčných organismů, kde polarita buněčného dělení hraje klíčovou roli v
ontogenesi. (1)
·
Narozdíl od kolonií tvořených laboratorními kmeny kvasinky S. cerevisiae, které jsou obvykle hladké, divoké kmeny S.cerevisiae isolované z přírody mají výrazně strukturovanou morfologii kolonií. Buňky v koloniích divokých kmenů S. cerevisiae jsou pokryté a propojené mezibuněčnou hmotou, kterou lze pozorovat pomocí speciálního environmentálního skenovacího elektronového mikroskopu. V laboratorních podmínkách dochází k rychlé změně životního stylu divokých kvasinek aty pak začínají vytvářet hladké kolonie nerozeznatelné od hladkýchkolonií tvořených běžnými laboratorními kmeny. Tato "domestikace" je provázena zástavou produkce mezibuněčné hmoty a specifickými změnami v genové expresi. (6) ·
Jednou z charakteristických vlastností
mnohobuněčných organismů je jejich schopnost
vysílat a přijímat signály na velké
vzdálenosti. Kvasinkové kolonie využívají pro komunikaci mezi koloniemi jednoduchou plynnou látku, čpavek (amoniak), který kolonie produkují v pulsech (2).
Vlivem amoniaku sousední kolonie synchronisují svůj vývoj a, v případě kolonií kvasinky Candida mogii, paralelně dochází k výrazným změnám v morfologii buněk i v morfologii
kolonií. (3).
Příjem aminokyselin z prostředí a jejich metabolismus zřejmě hrají významnou roli při pulsní
produkci amoniaku (4).
Přechod kolonií z kyselé fáze do fáze intensivní produkce amoniaku (alkalická fáze) je spojen s výraznými
změnami metabolismu buněk kolonií, mimo jiné se snižuje oxidativní katabolismus v mitochondriích a aktivují se peroxisomy, což, spolu s aktivací některých biosyntetických drah přispívá ke snížení úrovně
obecného stresu v koloniích. Tyto metabolické změny se zdají být velmi
důležité pro přežívání kvasinek za podmínek
dlouhodobého hladovění, tj. za
situace, která je velmi častá
v přírodním prostředí. Domníváme se, že plyný amoniak se u kvasinkových kolonií uplatňuje jako jakýsi "alarm" signál,
který indukuje změny vedoucí k zapnutí adaptivního metabolismu a úniku ze stresu. Kolonie,
tvořené některými mutovanými kvasinkovými kmeny ztracejí schopnost produkovat amoniak a přepínat do alkalické vývojové fáze. Tento defekt
má za následek
neschopnost zapnout adaptivní metabolismus a kolonie předčasně odumírají (9,
5,
www,
7,
přehledný článek) NOVÉ VÝSLEDKY Funding
|
||||||||||||||||||||||||
