U narativu o klimatskim promenama, često se fokusiramo na velike i vidljive – poput glečera koji se smanjuju i uragana koji se uzburkavaju. Ali postoji još jedan svet, mikroskopski i skriven, koji je jednako ključan i u fokusu je nove studije dr Ejmi Gledfelter, ćelijskog biologa na Medicinskom fakultetu Univerziteta Djuk.
Njeno istraživanje, „Intrinzično poremećene sekvence mogu da podese rast gljivica i ćelijski ciklus za specifične temperature“, objavljeno 31. jula u Current Biology, identifikuje protein koji menja oblik koji može da toleriše promene i još uvek funkcioniše, možda čak i bolje u novim uslovima. Ova prilagodljivost može pomoći nekim organizmima, poput gljiva i biljaka, da se nose sa klimatskim promenama. Zamislite useve soje otporne na toplotu.
Ali to takođe može značiti da će se gljive prilagoditi da prežive na toplijim temperaturama, stvarajući opasne patogene poput scenarija prikazanih u „Poslednjem od nas“.
„Mnogo pažnje se poklanja harizmatičnijim i velikim stvorenjima koja se suočavaju sa klimatskim stresom, ali mnogo manje o nevidljivom svetu koji je neophodan za život“, rekao je Gledfelter, profesor na Odseku za biologiju ćelije i naučnik Duke za nauku i tehnologiju 2023. .
Njena laboratorija je dugo proučavala Ashbia gossipii, sićušnu gljivicu, učeći o njenom rastu i razvoju. U saradnji sa koautorom studije Fredom Ditrihom, vanrednim profesorom na Odseku za molekularnu genetiku i mikrobiologiju, koji je sekvencirao genom Ashbia i sakupio različite sojeve iz različitih klimatskih uslova, Duke tim je krenuo da istražuje kako se ova gljiva prilagođava na temperaturne promene.
U novoj studiji, tim je otkrio da je poremećeni protein poznat kao Vhi3, koji igra ključnu ulogu u tome kako Ashbia raste, kritičan za prilagođavanje temperature.
Tradicionalna nauka smatra da proteini trebaju određeni oblik da bi pravilno funkcionisali. Gledfelter i drugi su otkrili da „intrinzično poremećeni proteini“, poznati kao IDP, mogu da oblikuju promenu, menjajući se između mnogih konfiguracija i tako izgledaju „poremećeno“. Studija sugeriše da interno raseljena lica mogu biti uobičajeni mehanizam za prilagođavanje temperature kod različitih organizama.
„Pošto su ovo veoma fleksibilni regioni, oni potencijalno mogu tolerisati više promena u svojim sekvencama i dalje funkcionisati“, rekao je Gladfelter, član Američke akademije umetnosti i nauka. „Pošto poremećene sekvence proteina nisu ograničene tako što moraju da održavaju jedan oblik ili formu da bi funkcionisale, one mogu evoluirati mnogo brže.
„Mislimo da su promene u ovim vrstama proteina brzi put za organizme da se prilagode promenama u svom okruženju“, rekla je ona.
Koliko dobro funkcioniše protein Vhi3 zavisi od toga odakle je gljivica prvobitno došla – da li je to hladna regija kao što je Viskonsin ili topla kao što je Florida. Gljive iz različitih klima su se prilagodile svojim specifičnim temperaturnim rasponima.
Za studiju, tim je eksperimentisao sa „zamenom“, Vhi3 proteinskih sekvenci između izolata iz različitih klimatskih uslova. Njihov rad je pokazao da se suptilne promene sekvence mogu primeniti na genetski modifikovane biljke i mikrobe u tlu kako bi postali tolerantniji na klimatske promene, funkcionišući normalno u različitim temperaturama.
Gladfelter radi sa drugim laboratorijama u Dukeu da bi razumeo pravila koja regulišu kako se prirodni i sintetički proteini optimizuju za određene temperature.
Uvidi bi se mogli koristiti za poboljšanje otpornosti useva, potencijalno pomažući poljoprivredi da izdrži ekstremne vremenske uslove, ili da razume kako se leče gljivični patogeni.
„Mislim da to daje neku nadu, da bi se bar za vrste sa kratkim generacijskim vremenom prilagođavanje temperature moglo dogoditi brže nego što smo očekivali jer se ovi poremećeni proteini lakše razvijaju“, rekao je Gladfelter.
„Ako razumemo osnovnu ćelijsku biologiju nekih kritičnih organizama, takođe možemo potencijalno da zamenimo neke kritične IDP sekvence koje bi ih mogle učiniti otpornijima na stres.“
