Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro (VU GMC) mokslininkų komanda, vadovaujama dr. Giedrės Tamulaitienės, drauge su kolegomis iš Weizmanno mokslo instituto (Izraelis) ir Harvardo medicinos mokyklos (JAV) prestižiniame žurnale „Nature“ paskelbė apie išskirtinį atradimą – naują, iki šiol nežinotą signalinę molekulę, kurią gamina bakterijų apsaugos sistemos Thoeris II TIR baltymas.
Naujai atrasta signalinė molekulė ypatinga tuo, kad jungia dvi gyvybiškai svarbias molekules –histidiną (aminorūgštį, iš kurių susidaro baltymai) ir adenino nukleotidą (iš nukleotidų sudaryta RNR). Iki šiol visos žinomos signalinės molekulės buvo sudarytos tik iš nukleotidų, tad šis atradimas iš esmės praplečia mokslo žinias apie signalinių molekulių įvairovę.
Bakterijas, kaip ir žmones, gyvūnus bei augalus, puola virusai. Kad nuo jų apsigintų, bakterijų evoliucijos metu išsivystė daug apsaugos sistemų; kai kurios iš jų tapo aukštesniųjų organizmų imuninės sistemos komponentų pirmtakais. Bakterinių antivirusinių apsaugos sistemų tyrimai įgavo didžiulį pagreitį, kai jos buvo pritaikytos genų ir genomų inžinerijoje. Genų ir genomų „žirklių“ – restrikcijos-modifikacijos ir CRISPR-Cas sistemų taikymai buvo įvertinti Nobelio premijomis.
Šiuo metu yra atrasta daugiau nei 250 skirtingų apsaugos sistemų, kuriomis bakterijos ginasi nuo virusų. Vilniaus universiteto mokslininkams anksčiau parodžius, kad mažos molekulės gali būti naudojamos bakterijų apsaugos sistemose signalui apie infekciją perduoti, buvo pradėta tyrinėti signalinių apsaugos sistemų įvairovė.
Šįkart dr. G. Tamulaitienės grupė išsamiai ištyrė signalinę bakterijų apsaugos sistemą Thoeris II, kurią sudaro virusus atpažįstantis TIR baltymas jutiklis ir signalą priimantis membranininis Macro baltymas efektorius. Pajutęs viruso infekciją jutiklis pasiunčia „žinutę“ – susintetina unikalią mažą signalinę molekulę His-ADPR.
„Šią „žinutę“ – signalinę molekulę atpažįsta apsauginės sistemos efektorius – Macro baltymas, kuris yra įsitaisęs bakterijos ląstelės sienelėje (membranoje). Gavęs signalą, Macro baltymas pradeda jungtis su kitais tokiais pačiais baltymais ir kartu jie pažeidžia bakterijos ląstelės apsauginę sienelę. Taip viruso infekuota bakterija „pasiaukoja“ – žūsta nespėjus virusui pasidauginti, tačiau suteikia galimybę išgyventi kaimyninėms bakterijoms ir išsaugoti jų populiaciją“, – pasakoja dr. G. Tamulaitienė.
VU GMC mokslininkai, taikydami rentgenostruktūrinę analizę, nustatė efektoriaus baltymo, surišusio naują signalinę molekulę, struktūrą. Kolegos iš Weizmanno instituto laboratorijos parodė, kad ši molekulė yra sintetinama bakterijose viruso infekcijos metu. Tuo tarpu Harvardo medicinos mokyklos komanda nustatė viruso anti-Thoeris baltymo – „kempinės“, kuri padeda virusui išvengti apsaugos sistemos veikimo, struktūrą su surišta His-ADPR molekule.
„Nature“ žurnale publikuotus tyrimus atliko dr. G. Tamulaitienės vadovaujama mokslininkų komanda, bendradarbiaudama su bakterijų antivirusinių sistemų tyrimų lyderiais – prof. Rotemo Soreko (Izraelio Weizmanno mokslo institutas) ir prof. Philipo Kranzuscho (Harvardo medicinos mokykla, JAV) laboratorijomis. Pagrindinį darbą VU GMC tyrėjų komandoje atliko dokt. Džiugas Sabonis, jam talkino dokt. Deividas Vilutis, Audronė Rukšėnaitė, dr. Arūnas Šilanskas ir dr. Mindaugas Zaremba.
„Nature“ yra prestižinių, daugiausia cituojamų mokslo žurnalų sąrašo viršūnėje besipuikuojantis tarptautinis savaitinis žurnalas, skelbiantis geriausius recenzuojamus tyrimus, apimančius visas mokslo ir technologijų sritis. Tyrimai atrenkami atsižvelgiant į jų originalumą, svarbą, tarpdiscipliniškumą, aktualumą, prieinamumą ir netikėtas išvadas.
