PHA granule pomáhají bakteriím vydržet osmotický stres

Polyhydroxyalkanoáty, čili PHA, jsou polyestery, které v přírodě produkují mnohé mikroorganismy. Často k tomu dochází v návaznosti bakteriální fermentaci cukrů nebo lipidů. Když látky PHA vytvářejí bakterie, tak jim mohou sloužit například jako zdroj energie anebo materiál pro ukládání uhlíku. V bakteriální buňce PHA látky obvykle vytvářejí vnitrobuněčné granule. Řetězce PHA může tvořit více než 150 různých monomerů, které mohou být různě kombinované. Díky tomu mohou PHA vytvářet materiály s velice rozmanitými vlastnostmi. PHA jsou biologicky rozložitelné a v současnosti jsou používané při výrobě bioplastů.

V bakteriální buňce mají PHA ještě další funkce. Jednou z nich je, že podporují bakteriální buňky při přežívání různých stresů v prostředí. Jana Nebesářová z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích, a z Biologického centra AVČR, společně s kolegy zjistila, že přítomnost PHA granulí v buňkách bakterií podstatně zvyšuje jejich schopnost vydržet výkyvy osmotického tlaku v okolí. Badatelé pozorovali bakterie pomocí transmisní elektronové mikroskopie a termogravimetrické analýzy. U půdní bakterie Cupriavidus necator, která je schopná vyrábět i rozkládat PHA látky, zajistí přítomnost PHA granulí, že mnohem lépe zvládne náhlý vzestup osmotického tlaku a jeho následný pokles.

Ochranný efekt PHA granulí badatelé pozorovali i u halofilní bakterie Halomonas halophila. Buňky s těmito granulemi lépe obstály v prostředí s náhle sníženým osmotickým tlakem. Tento efekt by podle autorů studie mohl vysvětlovat hojné zastoupení PHA látek u halofilních mikrobů. Výsledky výzkumu přitom mají i velký praktický význam. PHA látky by mohly být využívané v různých biotechnologiích, v nichž bakterie čelí výkyvů osmotického tlaku, například při bioremediaci, tedy biologickém odstraňování škodlivin v prostředí anebo při výrobě bioplastů.

Sedláček, P., Slaninová, E., Koller, M., Nebesářová, J., Márová, I., Krzyzanek, V., Obruca, S. 2019. PHA granules help bacterial cells to preserve cell integrity when exposed to sudden osmotic imbalances. New Biotechnology 49: 129–136.

Kontakt: Ing. Jana Nebesářová, CSc. (nebe at paru.cas.cz)


O přírodovědě.cz

Edukačně-popularizační portál Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích určený pro středoškoláky, jejich vyučující, ale i veřejnost. Představujeme zde naše aktivity, výzkumy a objevy.