Menu

Co prozradil bioinformatický průzkum genomů sinic?


Sinice, tedy bakterie s fotosyntézou, jsou pro nás významné především jako producenti kyslíku. Zároveň ale vytvářejí mnoho rozmanitých chemických látek s nejrůznějšími účinky. Některé z nich nás ohrožují jako toxiny a mohou být i extrémně nebezpečné, řadu látek produkovaných sinicemi ale také můžeme využít pro naši potřebu. To se týká i lipopeptidů sinic, tedy látek, jejichž molekuly se skládají z lipidu připojeného k peptidu. Lipopeptidy jsou typicky bakteriální látky a některé z nich již využíváme jako antibiotika. Existují lipopeptidy, které mají silné antimykotické účinky. Lipopeptidy ale také působí hemolyticky i cytotoxicky a když se v prostředí vyskytují ve velkých koncentracích, tak mohou ohrožovat lidské zdraví.

V dnešní době se o lipopeptidy sinic zajímá farmaceutický výzkum. Abychom je ale mohli co nejlépe využít, tak je nutné detailně prozkoumat jejich strukturu i biosyntetické pochody, při nichž lipopeptidy vznikají v buňkách sinic. Jan Mareš z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity, Centra Algatech a Biologického centra AV ČR a jeho kolegové prozkoumali veřejně dostupné genomy sinic a hledali v nich geny, které by se mohly podílet na biosyntéze lipopeptidů.

 

Vědci prohledali 376 dostupných genomů sinic a v 16 procentech z nich vystopovali celkem 79 genů pro enzymy FAAL (fatty acyl-AMP ligase), které v řadě případů hrají klíčovou roli v biosyntéze lipoproteinů. Geny těchto enzymů objevili častěji v DNA sinic, jejichž buňky se přichycují k podkladu, a které jsou schopné vytvářet biofilmy, biologicky aktivní slizovité povlaky, složené z buněk obklopených polysacharidy, proteiny, nukleovými kyselinami a lipidy.

O lipopeptidech již víme, že se podílejí na tvorbě biofilmů u jiných skupin bakterií. Jejich funkci v biofilmech sinic ale ještě bude nutné experimentálně ověřit. Data z výzkumu Marešova tým ukazují, že pro hledání nových léků i pro monitorování toxických lipopeptidů v životním prostředí bychom měli soustředit pozornost na bentické a také terestrické sinice, tedy takové, které obývají dna vod anebo vlhká místa v suchozemském prostředí.

Galica, T., Hrouzek, P., Mareš, J. 2017. Genome mining reveals high incidence of putative lipopeptide biosynthesis NRPS/PKS clusters containing fatty acyl-AMP ligase genes in biofilm-forming cyanobacteria. Journal of Phycology online 20. 6. 2017.

Kontakt: RNDr. Jan Mareš, Ph.D. (jan.mares at centrum.cz)