Znajdź zawartość

Sinice występują na Ziemi już od 3,4 mld lat. Przed katastrofą tlenową sprzed 2,4 mld lat były narażone na silne promieniowanie ultrafioletowe, a mimo to przeżyły, stąd pomysł naukowców, by wykorzystać wytwarzane przez nie substancje w kosmetykach z filtrem słonecznym. Sinice są samożywne (prowadzą fotosyntezę). Zanim powstało wystarczająco dużo tlenu, by utworzyła się warstwa ozonowa, organizmy te musiały sobie jakoś radzić z silnym promieniowaniem UV. Współczesne sinice zabezpieczają się za pomocą pełniących rolę filtra małocząsteczkowych mikrosporyn oraz ich pochodnych MAA (od ang. mycosporine-like amino acids). Absorbują one szkodliwe promienie. W ramach wcześniejszych studiów zajmowano się budową wymienionych wyżej związków oraz organizmami, które je wytwarzają bądź akumulują. Ustalono na przykład, że MAA są małymi, bezbarwnymi związkami. Nikt nie miał jednak pojęcia, jak przebiega proces wytwarzania tych naturalnych substancji o działaniu promieniochłonnym. Dlatego też Emily Balskus i Christopher Walsh z Harvardzkiej Szkoły Medycznej w Bostonie podjęli się znalezienia genów i enzymów biorących udział w syntezie. Amerykanom udało się wytypować klaster genowy, kodujący biofiltry u pewnego gatunku sinic Anabaena variabilis. Aby przetestować odkryte geny, wprowadzono je do E. coli. Normalnie bakterie te nie wytwarzają filtrów, gdy się więc pojawiły, wiadomo było, że para naukowców od początku postawiła na właściwy klaster. Później Balskus i Walsh stwierdzili, że za syntezę MAA odpowiadają cztery enzymy. W skład każdej cząsteczki MAA wchodzą dwa aminokwasy, połączone z centralną grupą organiczną. To te wiązania determinują, jaka długość fali ulega absorpcji i jaki jest jej współczynnik (jaka ilość promieniowania podlega pochłanianiu). Dwa rodzaje MAA – szynorynę i porfirę-334 – uwzględniono już w recepturze kosmetyku o nazwie Helioguard 365. Jest on produkowany przez szwajcarską firmę Mibelle Biochemistry. Tutaj jednak potrzebne związki pozyskiwano ze szkarłatnic (Porphyra), czyli rodzaju krasnorostów morskich, a Amerykanie chcą opracować własne metody pozyskiwania oryginalnych substancji bądź ich analogów. Jeszcze nie wiemy, czy biologiczne filtry będą lepsze od tych wymyślonych przez człowieka, ponieważ Helioguard jest stosunkowo nowym produktem. [Nie da się jednak zaprzeczyć], że mają one właściwości fotochemiczne pożądane w preparatach przeciwsłonecznych – podsumowuje Balskus. Maksimum absorpcji obydwu MAA wynosi 334 nm, stąd ich zastosowanie w blokowaniu promieniowania UVA.

Zespół prof. Ravena H. Huanga z University of Illinois zidentyfikował u cyjanobakterii Anabaena variabilis system precyzyjnej naprawy uszkodzonych cząsteczek RNA. Nigdy dotąd mechanizmu takiego nie odkryto u bakterii. Nietypowy proces zachodzi dzięki dwóm białkom, Hen1 oraz Pnkp, kodowanym przez geny zorganizowane w tzw. operon, czyli układ zapewniający ich równoczesną aktywację w reakcji na określone warunki środowiska. Organizacja taka nie jest przypadkowa, okazało się bowiem, że zajście procesu naprawy jest ściśle zależne od syntezy obu tych białek i ich wejścia we wzajemną interakcję. Dzięki serii eksperymentów in vitro udało się wykazać, że kompleks Hen1/Pnkp skutecznie naprawia uszkodzenia RNA wywołane przez enzymy z grupy kolicyn i przywraca prawidłową strukturę naruszonych cząsteczek. Dodatkowo zaobserwowano, że w miejscu naprawionego uszkodzenia dochodzi do tzw. metylacji RNA, czyli przyłączenia do niego grupy metylowej -CH3. Modyfikacja taka zapewnia cząsteczce oporność na kolicyny, dzięki czemu ponowne zetknięcie z enzymem nie jest dla nich groźne. Jak zaznacza żartobliwie prof. Huang, oznacza to, że "naprawione" RNA jest dzięki temu nawet "lepsze niż nowe".