Gasne vezikule su šuplje strukture napravljene od proteina koji se nalaze u ćelijama određenih mikroorganizama, a istraživači sa Univerziteta Rajs veruju da se mogu programirati za upotrebu u biomedicinskim aplikacijama.
„Unutar ćelija, gasni vezikuli su upakovani u prelepu šaru saća. Kako se ovaj obrazac formira nikada nije u potpunosti shvaćen. Predstavljamo prvu identifikaciju proteina koji može regulisati ovaj obrazac i verujemo da će ovo biti prekretnica u molekularnom mikrobiologije“, rekao je Džordž Lu, docent za bioinženjering i naučnik Teksaškog instituta za prevenciju i istraživanje raka.
Lu i njegove kolege objavili su svoje nalaze u radu objavljenom u Nature Microbiology. Glavni autor je Zongru Li, student četvrte godine doktorskih studija bioinženjeringa u Luovoj laboratoriji za sintetičke makromolekularne sklopove.
„Gasne vezikule su cilindrične cevi zatvorene konusnim završnim poklopcima“, rekao je Li. „Oni obezbeđuju uzgonu unutar ćelija svojih domaćih domaćina.“
Vezikule se prirodno nalaze u pet tipova bakterija i dve grupe arheja (jednoćelijski organizmi). Većina je ograničena na planktonske mikroorganizme koji se često nalaze u slatkovodnim ribnjacima. Nedavni inženjering vezikula doveo je do nekoliko aplikacija, uključujući snimanje reporterskih gena, akustičnu kontrolu i isporuku korisnog tereta.
Koautor Jifan Dai, pomoćnik profesora biomedicinskog inženjerstva na Školi inženjeringa McKelvei na Univerzitetu Vašington u Sent Luisu, rekao je da ih je privuklo istraživanje pitanjem zašto se vezikule mogu formirati u obliku saća.
Uz pomoć njegovog kolege iz VashU Aleksa Holehausa i kolega sa Univerziteta Djuk, Ašutoša Čilkotija i Lingčong Iua, tim istraživača je otkrio da je ovaj obrazac najefikasnije korišćenje prostora i da forma klastera igra ulogu u tome kako funkcioniše.
Najvažnije je da su ovi proteinski klasteri formirani u supzasićenom rastvoru, ranije identifikovanom novom obliku biološke strukture, i to pokreće organizaciju ovih vezikula. Suština je da su pronašli funkciju iza ove misteriozne nove forme.
„Ovi timovi predvođeni laboratorijom Lu otkrili su da jedinstveni oblik proteinskih klastera koji su isključivo sastavljeni u supzasićenom rastvoru pokreće ponašanje grupisanja“, rekao je Dai. Ovo dodaje niz dokaza o tome kako fazna tranzicija utiče na ćelijsku organizaciju i ćelijske funkcije, dodao je on.
Lu i njegov tim, koristeći genetske, biohemijske i pristupe slikanju, istražuju proteinske nanostrukture. Gasni vezikuli stabilizuju vazdušne mehuriće unutar bakterijskog citosola – tečnosti unutar ćelija – i obezbeđuju interfejs tečnost-gas koji se može koristiti za ultrazvuk ili MRI kontrast.
„U našoj laboratoriji koristimo moć sintetičke biologije da proširimo primenu ovih proteinskih nanostruktura“, rekao je Li. „Inženjeringom gena i ćelija, cilj nam je da izgradimo gasne vezikule koje rade još efikasnije u biotehnološkim i biomedicinskim aplikacijama.“
