Vědci popsali fungování nejmenšího motůrku světa

Američtí virologové popsali strukturu a fungování nejmenšího motoru světa. Proteinový strojek o rozměrech několika miliontin milimetru pěchuje genetickou informaci v podobě molekuly DNA do ochranného pouzdra viru, který napadá bakterie.

Zkoumaný virus je svou strukturou podobný některým lidským virům, například původci oparů. Vědci proto doufají, že nové poznatky pomohou v boji proti těmto neviditelným nepřátelům. Principem motoru se mohou inspirovat také odborníci na nanotechnologie při konstrukci mechanismů v měřítkách atomů a molekul.

Výzkum bakteriálních virů je důležitý i z dalšího důvodu. Nabízí se totiž jejich využití v boji s patogenními bakteriemi. Tento nápad, který by mohl vyřešit problémy s rostoucí rezistencí bakterií vůči antibiotikům není nový, vědci však stále narážejí na řadu překážek, které takovému využití virů brání.

Na objevu zveřejněném v časopise The Cell se podíleli vědci z Purdue University a z Catholic University of America ve Washingtonu. Předmětem jejich zájmu byl virus T4, napadající bakterii Escherichia coli. Ta je naší dobrou známou. Její mírumilovné kmeny obývají mimo jiné lidská střeva, jiné kmeny mohou způsobovat vážné zdravotní komplikace. Escherichia je také oblíbeným modelovým organismem v biologických laboratořích.

Pět proteinových rukou

Když se virus v bakterii množí, připomíná to sestavování stavebnice. V jednom místě se kopíruje genetická informace, v jiném se formují ochranná bílkovinná pouzdra. Molekula DNA se potom musí do pouzdra uložit. Virus přitom důsledně šetří místem, takže DNA je třeba pečlivě stočit. A právě tento proces má na starosti nově objevený motor.

Je umístěn na povrchu pouzdra a tvoří ho pětice proteinů. Každý z nich má dvě části, takže celý útvar vypadá jako dva prstence tvořené pěticí stavebních jednotek. Jeden prstenec je přichycen k pouzdru, druhý k DNA. Jednotlivé proteiny se pak synchronizovaně stahují, čímž vzniká kruhový pohyb, který molekulu DNA zasouvá do pouzdra. Autoři objevu říkají, že proteiny fungují jako lidské ruce, které tahají za vlákno nukleové kyseliny. Podobně si motor představuje i výtvarník Steven McQuinn (obrázek vlevo).

Princip fungování proteinového motoru, který zasunuje molekulu DNA do ochranného pouzdra (zdroj: Seyet LLC).

Foto: Seyet LLC, Steven McQuinn