A halottaiból föltámadó mikroba

A tudósok nemrég fedezték fel azt az új genetikai javító folyamatot, amely lehetővé teszi a szívós Deinococcus radiodurans sivatagi baktérium számára, hogy újra meg újra elpusztuljon és föléledjen. Az erről szóló tanulmány Nature folyóiratban jelent meg.

A Deinococcus túléli az erős hőhatást és ultraibolya sugárzást is, annak ellenére, hogy ezek a behatások több száz DNS-darabkára tördelik genomját. Genom nélkül a mikroba ténylegesen halott, mivel nem tudja szintetizálni az életéhez szükséges fehérjéket.

Alig néhány óra elteltével azonban a Deinococcus újra összerakja a genomját és életre kel.

A mikroba azért képes erre a rendkívüli teljesítményre, mert – más baktériumokhoz hasonlóan – legalább két, de néha több példányt is tartalmaz a genomjából, és a besugárzás véletlenszerűen károsítja a DNS-ét. Így annak ellenére, hogy mindkét genommásolat károsodik, nagy valószínűséggel nem ugyanazokon a helyeken hibásodik meg. Megfelelő eszközökkel a mikroba képes összeállítani a darabkákból az eredeti génsorrendet.

Az örökélet titka
Szélsőséges behatásra a Deinococcus genomja számos kétszálú DNS-töredékre esik szét. A töredékek végét fehérjék „emésztik le”, így kilógó „farkú”, egyszálú DNS-végek jönnek létre. E farkakat „ragadós végek”-nek hívják, mert a komplementer (egymást kiegészítő) végek képesek egymással összetapadni.

A ragadós végek lehetővé teszik, hogy a DNS-darabkák kétszálú, lineáris átmeneti darabkákká álljanak össze. Ezután egy fehérje a baktériumokra jellemző kör alakú kromoszómákba rendezi a kétszálú darabokat.

„Mihelyt a genom újraépült, a sejt megint képes szintetizálni az összes fehérjéjét, lipidjeit és membránjait, és föltámad” – nyilatkozta a kutatócsoport tagja, Miroslav Radman, a Párizsi Egyetem munkatársa.

Lehetséges emberi alkalmazások
Noha most már megismerték a Deinococcus szívósságáért felelős alapvető mechanizmust, sok rejtély vár még megoldásra. Az egyik, hogy a DNS-javításhoz és -szintézishez fehérjékre van szükség, de a fehérjéket is károsíthatja a sugárzás. Egy dolog a széttört genom összerakása, de hogyan képes ezt megoldani a Deinococcus törött szerszámokkal?

„Ez még mindig rejtély” – nyilatkozta Radman a LiveScience internetes folyóiratnak. – „Miként lehetséges az, hogy több hónapig tartó szárazságnak és a napfény perzselő ultraibolya sugárzásának kitéve a sivatagban, még mindig akad elegendő fehérjeaktivitás a DNS helyreállításához? Nem tudjuk.”

Az egyik lehetőség az, hogy a Deinococcus fehérjéi ellenállnak a kiszáradásnak, valahogy úgy, ahogy a termofil (hőkedvelő) baktériumok a magas hőmérsékletnek.

Radman úgy véli, hogy a kutatócsoportja fölfedezése megnyitja a lehetőséget a saját testünk elpusztult sejtjeinek – különösen az agysejteknek – az újraélesztéséhez.

„Most már jogosan álmodozhatunk arról, hogy életre keltünk halott vagy majdnem halott neuronokat” – mondja. Minden testi sejtünk két – bár kissé eltérő (apai és anyai) – genommásolattal rendelkezik. Így elképzelhető, hogy a tudósok egy nap képesek lesznek újraéleszteni a halott neuronokat a Deinococcuséhoz hasonló javító mechanizmus fölhasználásával.