Oдговор на стрес индукован металима код инсеката – еволуција и улога гена за металотионеине

Abstract

Повећање концентрација тешких метала у животној средини код различитих организама може довести до поремећаја равнотеже концентрација есенцијалних метала, узрокујући њихову токсичност као и неесенцијални метали. Иако су многи од механизама који су у основи одговора на овај тип стреса прилично проучени, присутна је варијабилност међу таксономским групама. Једна од првих линија одбране већине организама јесте повећана експресија гена за металотионеине чији су протеински продукти кратки, богати цистеинима, којима могу везивати јоне метала и на тај начин вршити детоксикацију. Међу инсектима постоје врсте које имају само један ген за металотионеин, али и оне које имају већи број гена који су настали дупликацијама током еволуције. Функционалност и специфичност у везивању одређених метала металотионеинима још увек није потпуно истражена, с обзиром да се новим бионформатичким анализама и даље откривају нови гени код неких од њих. Код рода Drosophila је скоро откривен шести ген за металотионеине (MtnF), који би на основу секвенце требало да кодира протеин богатији цистеином у поређењу са преосталих пет (Mtn A, B, C, D, E). Функција ових гена је у нашем истраживању испитивана код две врсте овог рода, при изложености третманима различитим металима и њиховим концентрацијама, различитог трајања и у различитим стадијумима развића. Резултати анализе експресије гена MtnF не указују на претпостављену специфичност везивања одређених метала.

Povećanje koncentracija teških metala u životnoj sredini kod različitih organizama može dovesti do poremećaja ravnoteže koncentracija esencijalnih metala, uzrokujući njihovu toksičnost kao i neesencijalni metali. Iako su mnogi od mehanizama koji su u osnovi odgovora na ovaj tip stresa prilično proučeni, prisutna je varijabilnost među taksonomskim grupama. Jedna od prvih linija odbrane većine organizama jeste povećana ekspresija gena za metalotioneine čiji su proteinski produkti kratki, bogati cisteinima, kojima mogu vezivati jone metala i na taj način vršiti detoksikaciju. Među insektima postoje vrste koje imaju samo jedan gen za metalotionein, ali i one koje imaju veći broj gena koji su nastali duplikacijama tokom evolucije. Funkcionalnost i specifičnost u vezivanju određenih metala metalotioneinima još uvek nije potpuno istražena, s obzirom da se novim bionformatičkim analizama i dalje otkrivaju novi geni kod nekih od njih. Kod roda Drosophila je skoro otkriven šesti gen za metalotioneine (MtnF), koji bi na osnovu sekvence trebalo da kodira protein bogatiji cisteinom u poređenju sa preostalih pet (Mtn A, B, C, D, E). Funkcija ovih gena je u našem istraživanju ispitivana kod dve vrste ovog roda, pri izloženosti tretmanima različitim metalima i njihovim koncentracijama, različitog trajanja i u različitim stadijumima razvića. Rezultati analize ekspresije gena MtnF ne ukazuju na pretpostavljenu specifičnost vezivanja određenih metala.