Datum: 13.06.2022

Složení, fyziologická funkce a evoluční historie hmyzí kryoprotektivní směsi

Ve tkáních larev C. costata byly pomocí MALDI-MS-imaging techniky lokalizovány kryoprotektivní látky a byl studován jejich metabolismus, teplotní chování a protektivní vlastnosti.

Obr.: Ve tkáních larev C. costata byly pomocí MALDI-MS-imaging techniky lokalizovány kryoprotektivní látky. Dále byl studován jejich metabolismus, teplotní chování a protektivní vlastnosti.

Po vystavení různým formám abiotického stresu (extrémní teploty, sucho, zasolení nebo osmotický stress, vysoký hydrostatický tlak) byla u velmi různých organismů opakovaně pozorována podobná metabolická odpověď: akumulace vybraných látek typu cukrů, polyolů, aminokyselin a metyl aminů. V sérii tří prací přinášíme kompletní popis složení přirozené směsi látek, která chrání larvy subarkticých octomilek Chymomyza costata, před účinky extrémního mrazu a vystavení teplotám kapalného dusíku. Identifikujeme biochemické dráhy pro syntézu kryoprotektantů, tkáně ve kterých jsou akumulovány, a dále změny v jejich distribuci během přeměny většiny tělní vody na led. Zjistili jsme, že různé komponenty směsi plní různé role a navzájem se synergicky doplňují. Trehalóza stimuluje přechod do pevného avšak amorfního skupenství 'skla', zatímco koncentrovaný prolin zůstává v roztoku, vytváří viskoelastickou kapalinu, která se hromadí na rozhraní ledových krystalů a dehydratovaných tkání a tam zřejmě tvoří termomechanickou pufrační bariéru. Díky analýze aklimační odpovědi larev na různé faktory prostředí (krátkodenní signál navozující sezónní diapauzu, chladový stimulus, sucho) nabízíme vhled do evoluční historie akumulační metabolické odpovědi.

Moos M., Korbelová J., Štětina T., Opekar S., Šimek P., Grgac R., Koštál V. (2022) Cryoprotective metabolites are sourced from both external diet and internal macromolecular reserves during metabolic reprogramming for freeze tolerance in drosophilid fly, Chymomyza costata. Metabolites 12, 163, doi: 10.3390/metabo12020163

Kučera L., Moos M., Štětina T., Korbelová J.,Vodrážka P., Des Marteaux L., Grgac R., Hůla P., Rozsypal J., Faltus M., Šimek P., Sedlacek R., Koštál V. (2022) A mixture of innate cryoprotectants is key for freeze tolerance and cryopreservation of a drosophilid fly larva. Journal of Experimental Biology 225, jeb243934, doi: 10.1242/jeb.243934 

Hůla P., Moos M., Des Marteaux L., Šimek P., Koštál V. (2022) Insect cross-tolerance to freezing and drought stress: role of metabolic re-arrangement. Proceedings of the Royal Society B 289, 20220308, doi: 10.1098/rspb.2022.0308

Zpět

 

KONTAKT

Biologické centrum AV ČR, v.v.i.
Entomologický ústav
Branišovská 1160/31
370 05 České Budějovice

NAJÍT PRACOVNÍKA