Dobrze, muszę wam opowiedzieć o czymś, co w tym tygodniu naprawdę mnie zszokowało, i nie przesadzam, mówiąc, że brzmi to jak fabuła „Parku Jurajskiego” – z tym że zamiast dinozaurów naukowcy ożywili białka.
Tak, dokładnie. Białka. Sprzed 160 milionów lat.
Zespół z Uniwersytetu w Oregonze zrekonstruował starożytne cząsteczki odpornościowe, które niegdyś chroniły wczesne ssaki przed infekcjami. Te małe wojowniczki są tak stare, że wyprzedzają większość znanych nam dziś ssaków – w tym nas samych. A tu najlepsze: niektóre z tych ożywionych białek są w rzeczywistości skuteczniejsze w zabijaniu bakterii opornych na antybiotyki niż niektóre wersje produkowane przez nasze organizmy dziś.
Czekaj, jak można „ożywić” białko?
Świetne pytanie! Ja też zadałem sobie to samo. Otóż, gdy organizmy ewoluują, ich kod genetyczny zmienia się powoli, pokolenie po pokoleniu. Naukowcy mogą cofnąć te zmiany, niczym przewijanie ewolucyjnej taśmy, aby ustalić, jak prawdopodobnie wyglądały oryginalne geny.
Zespół porównał geny współczesnych ssaków – ludzi, krów, cokolwiek – i zastosował metody statystyczne, by przewidzieć, jak musiały wyglądać geny ich odległych przodków, gdy dinozaury jeszcze biegały po Ziemi. Następnie syntetyzowali te geny i wykorzystali komórki do produkcji białek.
To naprawdę jeden z najfajniejszych trików współczesnej biologii. W zasadzie naciśnięto „cofnij” na miliony lat ewolucji i obserwowano, co się stanie.
Dlaczego laktoferyna to w zasadzie żelazny ochroniarz twojego organizmu
Białko będące w centrum tych badań to laktoferyna, a masz jej w swoim organizmie już teraz całkiem sporo. Znajduje się w mleku matki, łzach, ślinie, a nawet w katarze (przepraszam, ale to prawda).
Co robi laktoferyna? Wyobraź sobie, że to żelazny ochroniarz w najbardziej ekskluzywnym klubie w twoim ciele – z tym że klubem jest krew, a nieproszonymi gośćmi bakterie.
Bakterie uwielbiają żelazo. Potrzebują go do wzrostu i rozmnażania. Laktoferyna całą swoją istotą zagarnia całe żelazo, tak by bakterie nie mogły się do niego dobrać. Ale tu zaczyna się ciekawostka: laktoferyna ma też wbudowaną broń. Ma przyłączony mały peptyd przeciwdrobnoustrojowy, który potrafi przebić błony bakteryjne, powodując pękanie i śmierć bakterii.
Natura jest po prostu metalowa, folks.
Stare wersje były zaskakująco skuteczne
To, co mnie zaskoczyło, to fakt, że najstarsze zrekonstruowane peptydy były wcale nie złe w niszczeniu błon bakteryjnych. Bakterie początkowo potrafiły naprawiać szkody i przetrwać.
Ale gdy badacze śledzili ewolucję w przód, odkryli coś fascynującego. Peptydy od bardziej niedawnych przodków – mające zaledwie kilka milionów lat, co brzmi starożytnie, ale w kategoriach ewolucyjnych to w zasadzie wczoraj – stawały się coraz skuteczniejsze w zabijaniu bakterii. Niektóre z nich przewyższały nawet współczesną ludzką wersję tego peptydu.
Jedna mała mutacja. Jedna pojedyncza zmiana w długim łańcuchu aminokwasów tworzących białko. I nagle masz znacznie potężniejszą maszynę do zabijania bakterii.
Dlaczego to ma znaczenie w obliczu kryzysu antybiotykowego
Bądźmy szczerzy: antybiotykooporność jest straszna. Naprawdę straszna. Bakterie ew