Nowe białko ważnym graczem w immunologii ryb

W skali makro ciała zwierząt są już przez człowieka dobrze poznane. Gdy jednak zejdziemy poziom niżej – do skali mikro – okazuje się, jak wiele jest wciąż zagadek. W uzupełnianie tej wiedzy wkład ma dr inż. Anna Majewska z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie. Scharakteryzowała odkryte przed kilkoma laty białko o nazwie SNAD1, które okazało się nowym ważnym graczem w immunologii ryb.

– Nowe białko o nazwie SNAD1z rodziny białek AID/APOBEC może zrewolucjonizować naszą wiedzę na temat odporności ryb, rzucając nowe światło na wszystkie znane dotąd mechanizmy, którymi ryby posługują się do zwalczania patogenów i przystosowywania się do życia w swoim środowisku. Jest to też potencjalne narzędzie do szybkiego wykrywania chorób u ryb oraz do monitorowania ich dobrostanu

– podkreśla dr inż. Anna Majewska z Zakładu Biologii Gamet i Zarodka IRZiBŻ PAN w Olsztynie.

O SNAD1

Białko SNAD1 zostało odkryte w 2018 roku (początkowo pod inną nazwą) przez dr hab. Mariolę Dietrich, również z IRZiBŻ PAN. Odkrycie to zaowocowało dalszymi badaniami, które prowadziła dr inż. Anna Majewska we współpracy z naukowcami z Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN z Poznania oraz Uniwersytetu Medycyny Weterynaryjnej z Hanoweru (Niemcy).

Białko to należy do interesującej grupy białek mutujących kod genetyczny.

– W toku ewolucji rozwinął się cały szereg różnych mechanizmów, które mogłyby naprawiać błędy (mutacje) w naszym DNA lub RNA. A ta grupa białek robi odwrotnie: ona te mutacje powoduje! Jednak tak zmienia informację genetyczną w kwasach nukleinowych, aby doprowadzić do powstania specyficznych przeciwciał, które będą zdolne do atakowania czy unieszkodliwiania wirusów albo bakterii

– tłumaczy badaczka.

Dzieje się to w biochemicznym procesie deaminacji cytydyny do urydyny katalizowanym przez SNAD1. Deaminazy to enzymy, a cytydyna i urydyna to substancje biologiczne aktywne biorące udział w procesie metabolizmu komórkowego. Wszystko zachodzi w obrębie kwasów nukleinowych, które przechowują informację genetyczną organizmu oraz pośredniczą w produkcji białek.

Białko to występuje u różnych gatunków ryb. U karpia wykazano obecność trzynastu jego wariantów, co wskazuje na jego wielofunkcyjną rolę.

– W naszych badaniach stwierdziliśmy, że białko SNAD1 jest wrażliwe na zmianę temperatury na chłodniejszą – wówczas jego ekspresja wzrasta nawet tysiąckrotnie. Dzieje się tak również w odpowiedzi na kontakt z wirusem czy bakterią. To wskazuje, że białko to odgrywa istotną rolę w procesach immunologicznych. Jeśli więc dojdzie do zakażenia ryby bakterią czy wirusem to białko bierze udział w procesie obrony gospodarza, tak kodując geny w RNA, aby wytworzyły przeciwciało pod konkretny patogen

– mówi badaczka.

We właśnie opublikowanym w czasopiśmie „Frontiers in Immunology” artykule badaczka wykazała, że białko SNAD1 bierze udział w procesach immunologicznych. Konieczne jest jednak jego dokładniejsze poznanie m.in. pod kątem biochemicznym. Kolejne kroki badawcze w tym kierunku są już zaplanowane.

Wykorzystanie badań

Po dokładniejszej charakteryzacji białka SNAD1 w przyszłości mogłoby być ono wykorzystywane np. jako marker dobrostanu ryb.

– Jeśli wiemy, że poziom ekspresji tego białka wzrasta w konkretnych sytuacjach, to będziemy mogli od razu zareagować i zatrzymać chorobę już we wczesnym stadium. To może przyczynić się do efektywniejszej hodowli ryb oraz być potencjalnym narzędziem do leczenia różnego rodzaju chorób za pomocą inżynierii genetycznej

– wskazuje Anna Majewska.

O badaniach

Badania były prowadzone w ramach projektu z konkursu NCN OPUS 22 pt. „W poszukiwaniu roli karpiowego białka aklimatyzacji do zimna 31 (Cap31) – nowy gracz w odporności ryb przeciwko mikrobom?”, którym kieruje prof. Andrzej Ciereszko – kierownik Zakładu Biologii Gamet i Zarodka IRZiBŻ PAN w Olsztynie.

W opisywanych badaniach na temat białka SNAD1 brali udział: dr Lucyna Budźko i prof. Marek Figlerowicz z Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN oraz dr Mikołaj Adamek z Uniwersytetu Medycyny Weterynaryjnej z Hanoweru (Niemcy).

fot. dr inż. Anna Majewska. Źródło: Archiwum Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności