Funkční anylýza mitochondriálních proteinů Trypanosomy brucei

Trypanosoma brucei je prvok způsobující spavou nemoc u lidí a onemocnění nagana u dobytka. V součastnosti (i přes velký pokrok medicíny) jsou léky na léčbu spavé nemoci pro pacienta vysoce toxické a léčba tak zůstává příliš zdlouhavá a drastická.

V naší laboratoři se zaměřujeme na poznávání mechanismů výše zmíněného parazitického prvoka, které by mohly být použity proti němu. U trypanosomy se v průběhu evoluce vyvinula řada jedinečných vlastností, které nejsou přítomné u jiných organismů. Charakteristickou vlastností trypanosomy je přítomnost jediné rozvětvené mitochondrie v buňce, jejíž DNA je organizována ve formě vzájemně propojených kruhových molekul tvořících  hustou síť. Mitochondrie T. brucei se významně liší od mitochondrie savčí a proto je potencionálním cílem pro vývoj nových léčiv. To je jeden z důvodů, proč je T.brucei a hlavně její mitochondriální proteiny cílem našeho studia.

V průběhu svého života prochází T.brucei několika stadia: krevní stadium, kdy se nachází v krvi savčího hostitele a procyklické stadium, kdy se trypanosoma nachází v hmyzím vektoru. V průběhu těchto dvou stádií dochází k mnoha morfologickým a fyziologickým změnám. I přes prodělané proměny v průběhu změny hostitele zůstává mitochondrie po celou dobu života esenciální organelou bez ohledu na  to, zda se buňka nachází v procyklickém nebo krevním stádiu.

V mitochondrii trypanosom dochází k jedinečnému procesu, kdy jsou do mRNA molekul post-transkripčně vkládány či vyjímány uridinové báze. Tímto mechanismem se parazité, působící spavou a další choroby v tropických zemích celého světa, odlišují od hostitelských buněk. Editování RNA je nesmírně komplikovaný proces, jehož se zúčastňují desítky specializovaných bílkovin a stovky malých RNA molekul označovaných jako guide RNA. Metodou funkční analýzy, zejména prostřednictvím interference RNA, detailně popisujeme funkce jednotlivých bílkovin, které by mohli být vhodným cílem pro vývoj nových léků.

Autor: Mgr. Eva Kriegová

We acknowledge the use of research infrastructure that has received funding from the European Union Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement n° 316304.

Toto téma je dále zpracováno v následujících článcích:

Týč J., Klingbeil M.M., Lukeš J. (2015) Mitochondrial heat-shock protein machinery Hsp70/Hsp40 is      indispensable for proper mitochondrial DNA maintenance and replication. mBio e02425.

Losev A., Grybchuk-Yeremenko A., Kostygov A.Y., Lukeš J. & Yurchenko V. (2015) Host specificity, pathogenicity and mixed infections of trypanoplasms from freshwater fishes. Parasitol. Res. 114, 1071-1078.

Verner Z., Basu S., Benz C., Dixit S., Dobáková E., Faktorová D., Hashimi H., Horáková E., Huang Z., Paris Z., Pena-Diaz P., Ridlon L., Týč J., Wildridge D., Zíková A. & Lukeš J. (2015) Malleable mitochondrion of Trypanosoma brucei. Int. Rev. Cell. Mol. Biol.  315, 73-151.

Lukeš J. & Basu S. (2015) Fe/S protein biogenesis in trypanosomes – a review. Biochim. Biophys. Acta – Mol. Cell. Res. 1853, 1481-1492.