Vědci odhalili dlouho opomíjený gen v rybích embryích: Klíč k pochopení mořského života?

Výzkumníci z japonského institutu RIKEN učinili významný objev v oblasti molekulární biologie mořských organismů. Podařilo se jim identifikovat a určit molekulární strukturu enzymu, který se vyskytuje v rybách a může objasnit klíčové procesy v široké škále vodních živočichů.

Výzkumníci z japonského institutu RIKEN učinili významný objev v oblasti molekulární biologie mořských organismů. Podařilo se jim identifikovat a určit molekulární strukturu enzymu, který se vyskytuje v rybách a může objasnit klíčové procesy v široké škále vodních živočichů. Jejich práce byla publikována v časopise Journal of Biological Chemistry.

Glykany jsou složité molekuly cukrů, které hrají zásadní roli v mnoha biochemických procesech, včetně kontroly kvality proteinů, buněčné diferenciace a imunitních reakcí. Tyto glykany mohou být přidávány k proteinům procesem známým jako glykosylace. Enzymy nazývané peptid:N-glykanázy (PNGázy) mají opačný účinek a glykany z proteinů odstraňují. Zatímco PNGázy byly poprvé nalezeny u bakterií a rostlin, později se objevily i u různých živočichů.

U ryb byly objeveny dva typy PNGáz: jedna, aktivní v kyselém pH, se nachází v jikrách a embryích (tzv. kyselá PNGáza), a druhá, aktivní v neutrálním pH, je přítomna v relativně konstantních hladinách během všech fází životního cyklu ryb. Většina dosavadního výzkumu se zaměřovala na neutrální PNGázu, jelikož odpovídá PNGáze u lidí a savců (NGLY1). Kyselá PNGáza, specifická pro rybí embrya, byla dlouho opomíjena.

„Protože se kyselá PNGáza jeví jako rybí specifikum, nebylo tomuto enzymu věnováno mnoho pozornosti,“ poznamenává Tadashi Suzuki z RIKEN Glycometabolic Biochemistry Laboratory. „Věříme však, že pro pochopení biologie ryb musíme jít hlouběji do rybích specifických událostí.“ Tým pod vedením Suzukiho a Akinobu Hondy se rozhodl tuto nerovnováhu napravit. Poprvé identifikovali gen, který kóduje kyselou PNGázu, a pojmenovali jej ngly2. Pomocí kryo-elektronové mikroskopie také určili molekulární strukturu tohoto enzymu.

Zajímavým zjištěním bylo, že vyřazení genu ngly2 u sladkovodních ryb (zebřiček) nemělo na embrya výrazný vliv. Vědci se domnívají, že to může být způsobeno tím, že zebřičky jsou sladkovodní ryby, a že vyřazení ngly2 u slanovodních ryb by mohlo mít vážnější důsledky. Tento objev má potenciální dopady i na další mořské druhy. „Vzhledem k tomu, že ngly2 je konzervován u široké škály vodních organismů, včetně chobotnic, sumek, mořských ježků, korálů a měkkýšů, naše pozorování naznačují, že tento gen může hrát roli v adaptaci na vodní prostředí,“ dodává Suzuki. Výzkum tak otevírá nové cesty k pochopení, jak se mořský život vyvíjel a přizpůsoboval svému prostředí na molekulární úrovni.