Mennyire változhat meg a vad élesztő különböző mutációkkal és mennyire lehet jó a változás? – ezt keresték szegedi kutatók

A Szegedi Biológiai Kutatóközpont biokémiai intézetének Papp Balázs, Pál Csaba és Horváth Péter által vezetett három kutatócsoportja közös vizsgálatai során a káros mutációk az evolúciós folyamatokra gyakorolt új hatását tárták föl: ezeknek köszönhető az alkalmazkodásunk.
Garai Szakács László

2022. május 26. 12:22

Mennyire változhat meg a vad élesztő
különböző mutációkkal és mennyire lehet jó a változás? –
ezt keresték szegedi kutatók

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat közleménye szerint az élőlényekben folyamatosan felbukkanó mutációk többsége károsan érinti a túlélést vagy a szaporodási esélyt. A káros mutációk legtöbbször nem terjednek el, de a természetben előfordulnak olyan eseteket, amikor mégsem tűnnek el, hanem egy másik, a káros hatást ellensúlyozó, kompenzáló mutáció révén fennmaradnak.

 

A szegedi kutatók kísérleteikhez, amiknek az eredményeiről a Nature Ecology & Evolution folyóiratban számoltak be még április végén, pékélesztőt használták. Kiindulásként a káros mutációkat mesterségesen és egyedileg állították elő egy-egy gén teljes eltávolításával, aminek eredményeként egy olyan, több száz mutánsból álló gyűjtemény jött létre, amiben az élesztők osztódási sebessége jelentős mértékben lelassult. A mutáns élesztőket ezután három hónapon át növesztették a laborban a kompenzáló mutációk felbukkanására várva, ami be is következett, és ennek eredményeként a növekedési sebesség a mutánsok többségében helyreállt.

 

  • A kutatók arra keresték a választ, hogy az így létrejött kompenzált mutánsok milyen gyakran térnek el valamilyen tulajdonságban a kiinduló, mutációkat nem hordozó, úgynevezett vad élesztőtől. Automatizált mikroszkópos képfeldolgozás segítségével vizsgálták a jellemzően egysejtű laboratóriumi pékélesztő alakját, és azt találták, hogy a kompenzált mutánsok gyakran a vad típusú élesztőtől eltérő sejtalakkal rendelkeznek.
  • A kutatók arra is kíváncsiak voltak, hogy a kísérlet során kitenyésztett élesztők képesek-e a természetben gyakori, de a laboratóriumban nem jellemző többsejtű formák kialakítására. Ez a kérdés azért nagy jelentőségű, mert a kórokozó élesztőfajokban a többsejtű formák elősegítik a gazdaszervezet megtámadását.

 

A vizsgálatok során megállapították, több kompenzált mutáns a vadnál nagyobb biofilmet alakított ki, míg másokban a többsejtűvé válás eltérő formája, a fürtösödés vagy az invazív növekedés jelent meg teljesen új tulajdonságként.

 

Az SZBK kutatóinak elsőként sikerült kimutatniuk, hogy a káros mutációk és a kompenzáló evolúció együttese ökológiailag és klinikailag fontos tulajdonságok megjelenéséhez vezethet. Ez a felfedezés egy új evolúciós képet is sugall: a káros mutációk fontos kezdeti lépést jelentenek az evolúciós alkalmazkodásban.

 

Arra a kérdésre, hogy ez a folyamat milyen gyakran fordul elő a természetben, további kutatások adhatnak választ. A felfedezésnek gyakorlati jelentősége is van, a biotechnológia egyik fontos ága ugyanis a természetes szelekció elveit használja új tulajdonságú fehérjék laboratóriumi kitenyésztésére. A fehérjék működésére nézve káros mutációk más előnyös mutációkkal kombinálva elősegíthetik a minőségileg új enzimek kialakulását.

 

(MTI)