SPARDA: az öngyilkos sejtvédelem
A SPARDA nevű baktériumvédelmi mechanizmus a sejtek túlélését csak másodlagosnak tekinti, amikor támadás éri őket. Ezek a fehérjék képesek felismerni az idegen DNS-t – legyen az vírus vagy vándorló plazmid –, majd aktiválják az úgynevezett béta-relé nevű szerkezetet, amely kapcsolóként működik. Ha működésbe lép, a fehérjék hosszú, spirálszerű láncot képeznek, és mindent feldarabolnak, ami az útjukba kerül, legyen az saját vagy idegen genetikai anyag. Az öngyilkos taktika megakadályozza, hogy a fertőzés továbbterjedjen a baktériumkolónián belül, még ha az érintett sejt el is pusztul.
Aprólékos szerkezeti elemzés
Részletesebben kifejtve, Zaremba és csapata két baktériumfaj – a Xanthobacter autotrophicus (egy nitrogénkötő talajlakó) és az Enhydrobacter aerosaccus (egy vizes élőhelyeken lebegő baktérium) – SPARDA rendszerét vizsgálta. A fehérjéket laboratóriumi körülmények között modellorganizmusban elemezték, majd olyan gépi tanulásos technikákat, mint például az AlphaFoldot, is bevetettek a szerkezet térbeli modellezéséhez. Ez feltárta, hogy a különböző baktériumok SPARDA fehérjéiben szinte ugyanaz a béta-relé kapcsoló található, ami univerzális működésre utal.
Új diagnosztikai lehetőségek
Továbbá a SPARDA rendszer precíz felismerőképessége miatt a kutatók elképzelhetőnek tartják, hogy az emberi diagnosztikában is bevethető lesz. Egyedülálló tulajdonsága, hogy nem igényel speciális DNS-szakaszokat (PAM-szekvenciákat), mint a CRISPR-rendszer, vagyis univerzálisabb lehet, és több kórokozót azonosíthat egyszerűbben. Nem egyértelmű, de lehetséges, hogy így idővel olcsóbb, pontosabb biotechnológiai diagnosztikai eszközök készülhetnek, amelyek a mai CRISPR-teszteknél hatékonyabbak.
A baktériumok titkos fegyvere a jövő technológiája lehet?
A baktériumok védekezőmechanizmusainak tanulmányozása, mint a SPARDA-rendszer, új távlatokat nyithat a tudomány számára – nemcsak az alapkutatásban, hanem az egészségügy és a diagnosztika fejlesztésében is. Az apró élőlények rejtett trükkjei egy nap a legnagyobb tudományos kérdésekhez is kulcsot adhatnak.
