Proteiny rozeznávající zakřivení buněčné membrány

Jak jsou organizovány proteiny v bakteriálních buňkách? Tradiční odpověď zní: pomocí interakce s jinými proteiny. Jeden protein odpovídá za lokalizaci druhého, druhý za umístění třetího atd. Jak ale se ten první protein dověděl, kde je jeho správné místo? Na tuto otázku dlouho nikdo neznal odpověď.

Richard Losick z Harvardovy univerzity a jeho postdok K. S. Ramamurthi přišli na ojedinělé řešení.¹⁾ Tvrdí, že bakterie má v buňce jeden nebo více proteinů, které jsou schopny rozpoznávat zakřivení membrány. Pozitivní či negativní zakřivení je pro ně dostatečným signálem, aby se v takových místech hromadily, a pak na sebe vázaly další a další proteiny. Losick a Ramamurthi vyšli ze svého nedávného objevu, že uspořádání proteinů na povrchu sporulujících buněk bakterie Bacillus subtilis je bezvýhradně závislé na tvaru buněk. Protein SpoVM rozeznává vypouklou membránu,²⁾ který se v B. subtilis hromadí téměř výhradně a tak si položili otázku, jestli v buňce není také protein rozeznávající membránu vydutou. Zaměřili se na bakteriální dělení, při kterém mezi buňkami vzniká přepážka (septum). V místě, kde se přepážka tvoří, je membrána výrazně zakřivenější než ve zbytku buňky, tudíž je zde větší šance nalézt proteiny preferující blízkost vyduté membrány. Ve velice krátké době identifikovali protein DivIVA, v místech s výraznou vydutostí. Čím je membrána vydutější, tím více je u ní proteinu. Tato bakterie má tyčinkovitý tvar, a tak se nejvíce proteinu nachází v místě vzniku přepážek mezi dělícími se buňkami, méně v blízkosti buněčných pólů a nejméně podél membrány ohraničující strany (obr. 1). Když Losick s Ramamurthim přidali k buňkám lysozym,³⁾ tyčinkovité bakterie se změnily v kulovité, v nichž byl již protein rozmístěn zcela náhodně. Při nadprodukci DivIVA vznikají buňky velmi dlouhé až vláknité, při jeho inaktivaci naopak malé kulovité. I když se ví, které části zmíněného proteinu odpovídají za vydutost, přesný mechanismus není znám. Protein DivIVA má ale sobě rovné přinejmenším v ostatních grampozitivních bakteriích a vzdálenější příbuzné i v ostatních skupinách organismů. Je více než pravděpodobné, že byl objeven nový mechanismus, který zejména prokaryontní organismy využívají ke správnému průběhu dělení svých buněk.