Jak rozsivky přijímají železo?
Fotosyntetické vodní mikroorganismy v planktonu nutně potřebují železo. Problém je v tom, že železo je špatně rozpustné a v ohromném objemu mořské vody se vyskytuje obvykle jenom v nízkých koncentracích. Proto právě železo často představuje prvek, který limituje výskyt fytoplanktonu. Většina železa v oceánu tvoří komplexy s organickými molekulami, ale nepatrné množství železa je v anorganické formě k dispozici fytoplanktonu v osvětlené části oceánu. Tento zdroj železa je významný zejména pro rozsivky, které jsou jedním z nejdůležitějších primárních producentů v moři.
Dřívější studie genomu rozsivek odhalily doposud neznámé proteiny, které souvisejí s příjmem a zpracováním anorganického železa z okolního prostředí. Jedním z nich byl i protein ISIP2A. Konkrétní mechanismus příjmu železa ale zůstával neznámý. Miroslav Oborník a Aleš Horák z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a z Biologického centra AV se stali členy mezinárodního týmu, který zjistil, jak vlastně rozsivky s pomocí proteinu ISIP2A přijímají anorganické železo. K výzkumu využili oblíbenou modelovou mořskou rozsivku Phaeodactylum tricornutum, která je dnes jednou z několika rozsivek s přečteným genomem. Zároveň je i v hledáčku biotechnologů, kteří ji testují jako možného producenta biopaliva.
Vědci dospěli k závěru, že protein ISIP2A je obdobou transferinu, tedy transportního proteinu pro železo, který slouží k regulaci obsahu železa v lidské těle a buňkách. Vzhledem k tomu, že se ISIP2A vyskytuje u fytoplanktonu, tak mu říkají fytotransferin. Vypnutí genu pro tento protein způsobí, že rozsivky nejsou schopné přijímat anorganické železo. Pozoruhodné je, že funkci proteinu ISIP2A je možné nahradit lidským transferinem, i když je od proteinu ISIP2A poměrně odlišný. Výzkum rovněž ukázal, že rozsivky k příjmu železa proteinem ISIP2A potřebují dostatečnou koncentraci uhličitanových iontů. Vše nasvědčuje tomu, že s postupujícím okyselením oceánu a poklesem množství uhličitanových iontů v mořské vodě bude mít fytoplankton závažné problémy se získáváním železa z mořské vody.
Kontakt: Prof. Ing. Miroslav Oborník, Ph.D. (obornik at paru.cas.cz)
