Odkrycie genów zaangażowanych w produkcję alfa-amanityny - toksyny muchomora - rzuca nie tylko nowe światło na biochemiczną maszynerię wewnątrz komórek grzybów, ale pomoże również opracować innowacyjne metody przemysłowej produkcji biofarmaceutyków i innych związków chemicznych.
Alfa-amanityna to jedna z trucizn produkowanych przez muchomora sromotnikowego (Amanita phalloides). Heather Hallen - biolog roślinny z Michigan State University (USA) przez osiem lat próbowała znaleźć gen kodujący enzym produkujący toksynę. Po bezoowcnych i długotrwałych poszukiwaniach, Heather i jej koledzy z laboratorium wytoczyli ciężkie działa - sekwencjonowanie DNA - które przeanalizowało genom grzyba równie szybko jak szybko działa jego toksyna. Wynik poszukiwań - opublikowany na łamach “PNAS” - to cały szlak metaboliczny, wcześniej nieznany u grzybów, którego białka kodowane są przez szereg małych genów.
“Nasze badania pokazują, że grzyby wykształciły mechanizm, który pozwala im produkować dziesiątki jeśli nawet nie setki różnych wcześniej nieznanych związków chemicznych oprócz dobrze poznanych toksyn“, powiedział prof. Jonathan Walton, który dowodził badaniami.
Z tysięcy gatunków grzybów jedynie około 30 produkuje alfa-amanitynę. Toksyna ta należy do najsilniej działających trucizn występujących w grzybach. Jej działanie polega na silnym wiązaniu się z polimerazą RNA II - enzymem, którego działanie jest niezbędne dla utrzymania ekspresji ważnych dla życia genów.
W celu analizy genomu grzyba pod kątem genu enzymu produkującego alfa-amanitynę, badacze wykorzystali metodę pirosekwencjonowania opracowaną przez firmę 454 LifeSciences. Dzięki niej możliwe jest zanalizowanie zaledwie w ciągu jednej nocy genomu o wielkości 100 mega par zasad, a więc dwukrotnie więcej niż wynosi genom grzybów.
Jednak badacze wcale nie natrafili na gen kodujący enzym uczestniczący w syntezie toksyny, lecz znaleźli gen kodujący bezpośrednio samą truciznę!
“RNA ulega przetworzeniu i zaraz potem otrzymujemy szkielet samej toksyny” - wyjaśniła Hellen. Po wstępnej syntezie, białko toksyny ulega modyfikacjom wzmacniającym jej zabójcze działanie.
Zdaniem prof. Waltona, odkrycie przynosi nowe pytania natury ewolucyjnej, m. in. dlaczego tylko niektóre grzyby potrafią produkować alfa-amanitynę oraz w jaki sposób (podobny czy różny) mechanizm ten wykształcił się u innych grzybów.
Jedno jest pewne, odkrycie genu alfa-amanityny otwiera nowe możliwości opracowania testów diagnostycznych analizujących, które grzyby są toksyczne, a które nie. Dotychczas bowiem stosowana ocena koloru grzybów nie sprawdza się w przypadku, gdy zostały one ugotowane i w takiej postaci zjedzone przez osoby, które uległy zatruciu.
hlbiotech
źródło: BiologyNewsNet
