Wiadomo już, jak bakterie produkują celulozę
Celuloza - wchodząca w skład drewna czy papieru - to jeden z najbardziej rozpowszechnionych w przyrodzie polimerów. Naukowcom udało się m.in. odtworzyć in vitro sposób, w jaki celulozę wytwarzają bakterie. W badaniach brała udział młoda badaczka z Polski.
Wyniki badań ukazały się w styczniu w \"Nature\". Wśród autorów publikacji znalazła się Joanna Strumiłło, doktorantka Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego. Podczas pobytu na stypendium w amerykańskim University of Virginia uczestniczyła w badaniach biochemicznych nad syntezą celulozy bakteryjnej.
Celuloza to naturalny polimer - polisacharyd, który składa się z połączonych ze sobą cząstek glukozy. Jak opowiada w rozmowie z PAP Joanna Strumiłło, celuloza wytwarzana jest przez rośliny naczyniowe, glony, niektóre bakterie, a nawet pewne zwierzęta np. osłonice. To związek nierozpuszczalny w wodzie, stosunkowo odporny na uszkodzenia mechaniczne i trwały.
Celuloza wchodzi w skład drewna i jest ważnym składnikiem papieru. \"Jest substancją ważną dla wzrostu roślin, nadaje roślinom sztywność i ukierunkowuje ich wzrost\" - wyjaśnia biolożka z UŁ. Z kolei bakterie używają celulozy głównie w celach ochronnych - m.in. dzięki celulozie tworzą tzw. biofilm, który stanowi zabezpieczenie przed działaniem czynników zewnętrznych. Biofilm w infekcjach bakteryjnych chronić może bakterie np. przed działaniem antybiotyków. Jak zaznacza Strumiłło, celuloza uzyskiwana z bakterii, choć tworzona jest dość podobnie do tej roślinnej, różni się właściwościami fizyko-chemicznymi i jest mniej zanieczyszczona innymi związkami. Dzięki temu stosowana może być np. do produkcji opatrunków.
Naukowcy z University of Virginia w ramach badań opublikowanych w \"Nature\" z użyciem techniki krystalografii rentgenowskiej określili strukturę kompleksu białek, które są niezbędne do syntezy celulozy bakteryjnej w warunkach in vitro oraz zbadali mechanizmy wytwarzania i transportu tego polimeru przez wewnętrzną błonę ściany komórki bakteryjnej. Zdaniem Joanny Strumiłło, badania nad syntezą celulozy mogą mieć znaczenie zarówno w medycynie, jak i w przemyśle.
Zespół z amerykańskiej uczelni potwierdził wcześniejsze obserwacje, że do produkcji celulozy in vitro potrzebny jest kompleks dwóch białek, które naturalnie występują w błonie wewnętrznej bakterii. Badacze uzyskali te białka w czystej postaci i sprawili, że związki te w odpowiednich warunkach poza komórką bakterii zaczęły produkować celulozę. Wcześniej nikomu się to jeszcze nie udało.
Jak wyjaśnia Joanna Strumiłło, w doświadczeniu wyizolowane z bakterii białka umieszczono w probówce, zapewniając precyzyjnie dobrane warunki do syntezy celulozy - m.in. odpowiednio aktywowaną glukozę, niezbędne do syntezy jony metalu i inne. W wyniku eksperymentu zaczął się wydzielać biały nierozpuszczalny w wodzie osad - jak potwierdzono, była to celuloza.
Joanna Strumiłło opowiada, że w badaniach zespołu trudne było m.in. uzyskanie ekspresji białek, które będą funkcjonalne, czyli będą syntetyzowały celulozę, a także dobranie odpowiednich warunków do ich oczyszczenia i krystalizacji. Kluczowe znaczenie w czasie oczyszczania tej klasy białek ma dobór odpowiednich detergentów, które naśladują naturalne środowisko błony komórkowej. Innym problemem było odtworzenie warunków, w których białka mogłyby prawidłowo spełniać swoje funkcje, a jednocześnie syntetyzować celulozę na odpowiednim poziomie.
PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala
lt/ ula/
Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.
