پژوهشگران دانشگاه مانش به اطلاعات جدید و مهمی در مورد مکانیسم بقای پکتوباکتریوم دست پیدا کرده‌اند. مکانیسم مذکور سبب بروز پوسیدگی در برخی گیاهان، از جمله نوعی علف هرز مهاجم استرالیایی، می‌شود.
این باکتری جهت حفظ بقای خود از پروتئین‌های موجود در سلول میزبان بهره می‌گیرد. این مکانیسم را می‌توان برای کنترل زیستی جمعیت علف‌های هرز، مانند Allium triquetrum، نیز به کار برد. نتایج این مطالعه هم‌چنین بینش جدیدی را در مورد نحوه‌ی تأثیرگذاری باکتری‌های آلوده‌کننده‌ی انسان، حیوانات و گیاهان بر روی تکامل مسیرهای انتقال پروتئین ارائه کرده است.
دکتر ریس گرینتر (Rhys Grinter)، یکی از اعضای برد هنری ولکام در انستیتوی کشف زیست‌داروی دانشگاه مانش، در صحبت‌های خود اعلام نمود که گروه وی، از ژنومیک مقایسه‌ای برای ردیابی ریشه‌های آنزیمی به نام FusC بهره گرفته‌اند. این آنزیم، نقشی محوری در جذب آهن ایفا می‌کند. اگر باکتری نتواند آهن مورد نیاز خود را به دست آورد، خواهد مرد.
محققان در این مطالعه که در آزمایشگاه سینکروترون استرالیا به انجام رسید، از تکنیک کریستالوگرافی پرتو ایکس برای مشاهده‌ی ساختار اتمی FusC خالص و پروتئین حامل آهن در گیاه، کمک گرفتند.
دکتر گرینتر می‌گوید: «من دو پروتئین مجزا را تولید و خالص‌سازی کرده، و سپس آن‌ها را با هم ترکیب نمودم. در ادامه‌ی کار، تلاش کردم تا شرایطی را بیابم که در آن، ساختار بلوری دو پروتئین یاد شده حاصل گردد. در چنین شرایطی، ما می‌توانیم مشاهده کنیم که پردازش پروتئین حامل آهن توسط آنزیم FusC، به چه شکلی صورت می‌گیرد.
FusC در سطح مولکولی، ساختاری شبیه به بسته‌بندی صدفی دارد، که پروتئین حامل آهن را در بر گرفته است. هنگامی که پروتئین در داخل FusC قرار می‌گیرد، فردوکسین در اثر عملکرد آنزیم شکسته شده و آهن اتصال یافته به آن آزاد می‌شود. باکتری نیز از این آهن استفاده کرده و بقای خود را حفظ می‌نماید. ساختار کریستال به شما اجازه می‌دهد دقیقاً همان چیزی را که وجود دارد مشاهده کنید. شما می‌توانید استنباط‌های مختلف کرده و مدلی واضح از چگونگی عملکرد سیستم ارائه دهید.»
بنا به گفته‌های گرینتر، این اولین توصیف از عملکرد FusC در سطح اتمی محسوب می‌شود. FusC نماینده‌ای از یک رده‌ی کاملاً جدید از پروتئین‌ها است.
گرینتر ادامه می‌دهد: «این اولین نمونه از یک باکتری است که پروتئین را از میزبان دریافت نموده، آن را وارد سلول‌های خود کرده و در نهایت، پردازش درون‌سلولی آن را انجام می‌دهد.»
او هم‌چنین اذعان داشت: «تا آن‌جایی که من می‌دانم، هیچ‌گونه گزارشی از باکتری‌هایی وجود ندارد که عمداً پروتئین را وارد سلول‌های خود کنند. برای برخی از پاتوژن‌هایی که پروتئین‌های حمل کننده‌ی آهن در انسان را مورد هدف قرار می‌دهند، مکانیسمی معادل آن گزارش شده است؛ اما این پردازش همیشه در خارج از باکتری اتفاق می‌افتد.»
پکتوباکتریوم به سوژه‌ی جذابی برای پژوهشگران تبدیل شده است. این باکتری پتانسیل این را دارد که به عنوان یک عامل زیستی برای کنترل جمعیت علف‌های هرزی مانند Allium triquetrum به کار گرفته شود. این علف هرز با رشد خود گیاهان بومی زمین مانند ارکیده، نیلوفر و چمن را از بین برده و بخش وسیعی از زمین را به کل از پوشش گیاهی طبیعی خالی می‌سازد.
گرینتر در نهایت خاطرنشان کرد: «آگاهی دقیقا از چگونگی کسب آهن توسط باکتری، دانش لازم را برای به حداکثر رسانیدن پتانسیل پکتوباکتریوم، به عنوان یک عامل کنترل‌گر زیست‌محیطی، ارائه می‌کند.»
گرینتر به این نکته نیز اشاره کرد که تیم او توانسته تکامل مجدد مکانیسم واردسازی آهن را نیز اثبات نماید. این مکانیسم به شکلی هماهنگ با مسیرهای انتقال پروتئین در میتوکندری و کلروپلاست تکامل یافته است؛ دو اندامکی که مراکز تولید انرژی در گیاه محسوب می‌شوند.
ترجمه: حمیرا جمالپور
منبع: PLOS Biology
