Kaveozomy – nové membránové organely s neznámou funkcí

V eukaryotické buňce se nalézá spousta různých ­zomů. Známe již endozomy, fagozomy, lyzozomy, peroxyzomy, glyoxyzomy nebo peroxyzomy. Jsou to různé typy váčků oddělených membránou od okolní cytoplazmy. Spolu s mitochondriemi, plastidy, endoplazmatickým retikulem a Golgiho systémem zajišťují rozčlenění vnitřku buňky na mikroprostředí. Ve váčcích mohou probíhat chemické reakce, které jsou pro buňku nebezpečné (syntézy a odbourávání) bez rušivých cytoplazmatických enzymů a ředění produktů.

Kromě zmíněných starých známých jsou v buňce bílkovinné komplexy, které lze přirovnat spíš k „výrobním linkám“ (k specializovaným „výrobním halám“ mají daleko). Nejznámější z této kategorie jsou ribozomy („linky“ na syntézu bílkovin). Patří k vybrané společnosti, která v buňce zajišťuje řadu základních životních funkcí. Dalšími bílkovinnými komplexy jsou proteazomy (starají se o štěpení bílkovin), spliceozomy (umožňují sestřih RNA), editozomy (zprostředkovávají editování RNA) a replizomy (podílejí se na replikaci DNA).

Nový -zom srovnatelný s „výrobní linkou“ bývá objeven často, v poslední době např. signalozom nebo transkriptozom. Nález bývá důsledkem zjištění, že něco, co zdánlivě funguje samo a jednoduše, je ve skutečnosti součástí komplikovaného mnohasložkového celku. Naproti tomu nový -zom připomínající „výrobní halu“ je velkou událostí a také velkým překvapením – tím spíš, že buněční biologové jsou jen lidé, a proto by nejraději vysvětlovali fungování celku (buňky) s využitím již existujících „součástek“.

Velké překvapení, jaké popisuji, přinesl také výzkum vstupu opičího viru SV40 do buňky a jeho pohybu v buňce. Již poměrně dlouho je známo, že viriony tohoto viru lezou do buňky neobvyklým způsobem. Využívají „sluje“ (kaveoly) v plazmatické membráně unikátního lipidového a proteinového složení. „Sluje“ ústí do mezibuněčného prostoru a pokračují po záhadné trase, končící v endoplazmatickém retikulu. Zde se virus pravděpodobně „svlékne“ a do jádra se zřejmě přesune již jen „holá“ nukleová kyselina.

L. Pelkmans s kolegy provedl elegantní experiment: Na virové částice navázal texaskou červeň a pozoroval vstup jednotlivých virionů do buněk produkujících kaveolin (ten byl zeleně označen fluorescenčním proteinem). Pro tvorbu „slují“ je bílkovina kaveolin nezbytná. Díky dvojbarevnému systému pak Pelkmans a jeho spolupracovníci mohli pod vysoce citlivým fluorescenčním mikroskopem sledovat, jak jsou červené viriony nejprve spolu s kaveolinem endocytovány (navázány na buňku a pohlceny), a pak se poměrně pomalu (během 20–40 minut) dostávají do zvláštní organely, která obsahuje kaveolin, ne však molekuly typické pro klasickou endocytózu. Této organele dali jméno kaveozom. Kaveozomy jsou rozptýleny v cytoplazmě, nemají propojení s mimobuněčným prostorem, jsou nepravidelného tvaru i velikosti a oproti organelám klasické endocytické dráhy nejsou kyselé, ale neutrální. SV40 zůstává v kaveozomech asi 4 hodiny, pak je poměrně rychle ve válcovitých váčcích po mikrotubulech transportován do endoplazmatického retikula. Ještě před transportem se oddělí červený a zelený signál – tedy červené viriony od zeleného kaveolinu. Kaveolin – jak jinak – zůstavá v kaveozomech.

Autoři článku v Nature Cell Biology jsou přesvědčeni, že objevili novou, dosud nepopsanou membránovou organelu, která je unikátní buněčnou „kabinou“ a zřejmě by existovala i bez přičinění virů. Jakou funkci ale plní, pokud právě nehostí virové „pasažéry“? Může mít roli při udržování hladiny cholesterolu v buněčných membránách? Nebo poskytuje možnost „obejít“ klasické endocytické degradační dráhy (třeba se to někdy hodí) a dočasně z buněčného povrchu „uklidit“ některé receptory spolu se signalizačním aparátem? (Ten se nalézá na povrchu buňky v unikátním lipidovém prostředí, viz V. Hořejší, Vesmír 74, 625, 1995/11.)

„Sluje“ v plazmatické membráně zřejmě k svému vstupu a pohybu po buňce nevyužívá jen virus SV40, ale i tak dobře známý organizmus, jako je E. coli, a možná i některé neobalené viry – např. pikornaviry nebo polyomaviry (experimentální data jsou zatím poněkud kontroverzní).

Je možné, že divné organely – kaveozomy – jsou jen špičkou ledovce dosud neznámých mikroprostředí, v nichž probíhají netušené buněčné děje. Bude zajímavé pozorovat, zda se nový termín ujme, jaký vznikne z okruhu našich jazykových puristů český ekvivalent (přimlouval bych se za „měchýřek slujový“) a zda se vyrojí další -zomy – měchýřky různých tvarů a velikostí, které se autoři dosud ostýchali pojmenovat. (L. Pelkmans, J. Kartenbeck, A. Helenius: Nature Cell Biology, Vol 3, May 2001)