Hledání původu cytoskeletu eukaryot

Cytoskelet (buněčná kostra) je systém vláken uvnitř buněk s mechanickou a transportní funkcí. Jeho důležitou součást tvoří tzv. mikrotubuly, které jsou tvořeny polymerizací heterodimerů proteinů tubulinu alfa a beta. Tento systém je normální součástí eukaryotních buněk rostlin, živočichů a hub. Naproti tomu u prokaryot nebyl donedávna cytoskeletální systém založený na tubulinu popsán. Hlavním komponentem cytoskeletu prokaryot je protein FtsZ, který má významně odlišnou strukturu od tubulinu, a proto se nepředpokládá, že by byl jeho přímým předchůdcem. Jak se tedy tubulin v průběhu evoluce vyvinul?

Pro rozřešení tohoto problému Martin Pilhofer a kolegové studovali strukturu tubulům podobných proteinů u sladkovodní bakterie Prosthecobacter. Již dříve byly v této bakterii identifikovány proteiny podobné mikrotubulům nazvané bakteriální tubulin A a B (BbutA/B). Nicméně jejich funkce nebyla zřejmá. Autoři článku popsali strukturu bakteriálního tubulinu a zjistili jeho značnou podobnost s eukaryotními mikrotubuly. Mikrotubuly bakterie Prosthecobacter jsou složeny, stejně jako eukaryotní, z heterodimerů, ale jsou menší v průměru. Navíc podle rekonstrukce evolučních vztahů sekvencí genů kódujících bakteriální i eukaryotní mikrotubuly vyšlo najevo, že bakteriální mikrotubuly jsou evolučními předchůdci eukaryotních.

Pilhofer et al., 2011, e1001213, PloS Biology