Dvije metiltransferaze, enzimi dosad poznati uglavnom po radu u staničnoj jezgri, presudne su za pokretanje invazije parazita poput onog koji uzrokuje malariju.
Znanstvenici s Veterinarskog fakulteta LMU München otkrili su mehanizam kojim se parazit Toxoplasma gondii priprema za kretanje i prodor u stanice domaćina. Istraživanje, objavljeno u časopisu Nature Communications, pokazuje da dva enzima, PCKMT i AKMT, djeluju sekvencijalno na vrhu parazita te omogućuju izgradnju aktinskih filamenata i njihovo povezivanje sa strojem koji stvara silu.
Umjesto u jezgri, enzimi rade na „motoru”
Dosad se metilacija lizina proučavala gotovo isključivo u kontekstu regulacije gena u jezgri. Ovo istraživanje otkriva sasvim drugu ulogu: enzimi djeluju izravno na strukturama odgovornim za kretanje parazita. Prvi enzim, PCKMT, pozicionira protein Formin-1 na vrhu parazita, što omogućuje lokalnu izgradnju aktina i izbočenje konoida, specijalizirane strukture za invaziju. Drugi enzim, AKMT, zatim sudjeluje u reorganizaciji koja povezuje aktinsku mrežu s prijenosom sile.
Kad su znanstvenici uklonili PCKMT, Formin-1 se nije pravilno smjestio, izgradnja aktina nije započela, a paraziti nisu mogli učinkovito izaći iz stanica domaćina niti invadirati nove. Sličan enzim, PfSET9, pronađen je i kod parazita malarije Plasmodium falciparum, gdje njegovo uklanjanje ozbiljno narušava invaziju crvenih krvnih stanica.
„Ono što nas je iznenadilo jest da metilacija ovdje ne djeluje u jezgri, gdje je najpoznatija, nego izravno na stroju za pokretljivost parazita”, kaže voditeljica studije dr. Elena Jimenez-Ruiz. „Ta dva enzima organiziraju prijelaz iz parazita koji je spreman za kretanje u onaj koji zapravo može generirati silu.”
Meta za lijekove bez nuspojava na ljude
Ovi enzimi specifični su za apikompleksne parazite, što ih čini obećavajućim metama za razvoj lijekova. Spojevi koji bi blokirali njihovu aktivnost mogli bi poremetiti kretanje i invaziju parazita bez diranja u ekvivalentne enzime u ljudskim stanicama. To je posebno važno za malariju, koja svake godine odnese stotine tisuća života, ponajviše djece u Africi.
Pitanje koje se nameće, a koje istraživači nisu postavili: ako se ovaj mehanizam pokaže ključnim i za druge apikompleksne parazite, može li se ista logika primijeniti na srodne vrste koje uzrokuju teške bolesti kod životinja, primjerice na kokcidiozu u peradi? Veterinarska medicina često služi kao poligon za testiranje prije primjene na ljudima, a ovaj bi pristup mogao ubrzati put do prvih kandidata za lijekove.
Činjenica da su ovi enzimi toliko specifični za parazite otvara i šire pitanje o tome koliko smo zapravo zanemarili stanične procese koji se ne odvijaju u jezgri. Dok se globalna istraživanja fokusiraju na genetiku i epigenetiku, ovaj rad podsjeća da se ključni odgovori ponekad kriju tamo gdje ih najmanje tražimo — u mehanici samog pokreta.