ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΥΠΕΡΟΞΕΙΣΩΜΑΤΑ;

Μικρά, παντού και κρίσιμα για την ζωτικότητα του κυττάρου

Τα υπεροξεισώματα είναι μικρά οργανίδια (ή διαμερίσματα που περικλείωνται από μεμβράνη) που υπάρχουν σε σχεδόν όλα τα κύτταρα- από την απλή ζύμη αρτοποιΐας ως τα καλλιεργούμενα φυτά και τους ανθρώπους. Τα υπεροξεισώματα είναι σημαντικά για την ζωτικότητα του κυττάρου. Για παράδειγμα, άνθρωποι που γενιούνται με κληρονομικές υπεροξεισωματικές διαταραχές τείνουν γενικά να πεθαίνουν σε νεαρή ηλικία. Επίσης, οι ελαιώδεις σπόροι των καλλιεργούμενων φυτών με κατεστραμμένα υπεροξεισώματα δεν μπορούν να βλαστάνουν ενώ η φωτοσύνθεσή τους είναι ανεπαρκής.
 

Τα υπεροξεισώματα ανακαλύφθηκαν πριν από περίπου 60 χρόνια και η αρχική τους ονομασία ήταν «μικροσώματα» λόγω του μικρού τους μεγέθους (1μm σε διάμετρο), το οποίο βρίσκεται στην ίδια τάξη με το μέγεθος των βακτηρίων. Το μικρό μέγεθος και η εύθραυστη φύση των υπεροξεισωμάτων δημιουργούν σημαντικές τεχνικές προκλήσεις για τα ερευνητικά εργαστήρια. Επομένως, για πολύ καιρό η έρευνα πάνω στα υπεροξεισώματα είχε παραμεληθεί σε σχέση με την έρευνα πάνω σε άλλα κυτταρικά οργανίδια όπως ο κυτταρικός πυρήνας, τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες. Παρά το μικρό τους μέγεθος, τα υπεροξεισώματα είναι ιδιαίτερα σημαντικά. Σχεδόν όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα και σχεδόν όλα τα κύτταρα έχουν και χρειάζονται υπεροξεισώματα, από τους μικροοργανισμούς που παράγουν μπύρα ή πενικιλίνη, ως τα δημητριακά και τα φυτά που παράγουν βιοκαύσιμα, μέχρι και τον άνθρωπο.

Συναρπαστικές ερευνητικές προκλήσεις

Παρά τα 60 χρόνια έρευνας παγκοσμίως, πολλά ερωτήματα έχουν παραμείνει εντελώς αναπάντητα. Πώς αναπτύσσονται τα υπεροξεισώματα κατά την κυτταρική διαίρεση; Πως αναγνωρίζονται και ανακυκλώνονται τα κατεστραμμένα υπεροξεισώματα; Έχουμε ήδη μάθει αρκετά σε ορισμένους τομείς τα τελευταία χρόνια, αλλά αυτή η γνώση αποτελεί πιθανώς μόνο την «κορυφή του παγόβουνου». Δεν γνωρίζουμε ακόμα πολλά σχετικά με την ποικιλία των λειτουργιών των υπεροξεισωμάτων. Κάθε χρόνο αποκαλύπτονται νέοι απρόσμενοι ρόλοι των υπεροξεισωμάτων. Για παράδειγμα, τα υπεροξεισώματα συμμετέχουν επίσης στην βιοσύνθεση της βιοτίνης και στην άμυνα ενάντια σε παθογόνα. Με μια πρώτη ματιά, τέτοια βασικά ερευνητικά ερωτήματα μπορεί να μοιάζουν άσχετα για την πραγματική ζωή. Ωστόσο, μόνο όταν πραγματικά κατανοήσουμε σε λεπτομέρεια πως λειτουργεί αυτό το οργανίδιο θα μπορέσουμε να ταυτοποιήσουμε τα εμπόδια, καθώς και να βελτιστοποιήσουμε και να επεκτείνουμε τις λειτουργίες για να διασφαλιστεί και να βελτιωθεί η ζωή στη γή.
 

Σκεφτόμενοι το μέλλον: Πως να επιλύσουμε τις προκλήσεις του 21ου αιώνα;

Όλοι γνωρίζουμε ότι ο κόσμος μας αντιμετωπίζει σημαντικές δυσκολίες αυτόν τον αιώνα, των οποίων ο τρόπος επίλυσης δεν ειναι γνωστός. Για παράδειγμα, πολυάριθμες ασθένειες χρειάζονται «έξυπνες» στρατηγικές για την αντιμετώπισή τους και πρέπει να αναπτυχθούν νέα αντιβιοτικά ενάντια στους οργανισμούς που έχουν αναπτύξει φυσική αντοχή σε αυτά. Παρομοίως, χρειάζεται να διασφαλισθεί ανθρώπινη τροφή, ζωϊκή τροφή και (βιο-) ενέργεια για τον δραματικά αυξανόμενο πληθυσμό που θα φτάσει τα 9 δισεκατομμύρια μέχρι το 2040. Αυτό μοιάζει σχεδόν αδύνατο. Τα υπεροξεισώματα συμμετέχουν σημαντικά στην υγεία και παραγωγικότητα των οργανισμών: από τους μικροοργανισμούς που παράγουν αντιβιοτικά, ως τις καλλιέργειες για παραγωγή βιοενέργειας, τα κατοικίδια ζωα και τον άνθρωπο. Η βασική και η βιοτεχνολογική γνώση για τα υπεροξεισώματα μπορεί να προωθήσει σημαντική πρόοδο στην ιατρική, την γεωργία και την βιοτεχνολογία.
 

PERFUME: Εκπαιδεύοντας την επόμενη γενιά επιστημόνων

Το 2013 η Ευρωπαϊκή Ένωση χρηματοδότησε το Αρχικό Δίκτυο Κατάρτισης Marie Curie PERFUME (Marie Curie Initial Training Network, PERFUME “PERoxisome Formation, Function and Metabolism”). Αυτό το μεγάλο πρόγραμμα, το οποίο ηγείται η Prof. Dr. Ida van der Klei (Πανεπιστήμιο του Groningen, Ολλανδία), έλαβε προϋπολογισμό 3.9 εκατομμυρίων ευρώ για την συστηματική μελέτη των υπεροξεισωμάτων. Έντεκα συμμέτοχοι από διαφορετικά πανεπιστήμια, ερευνητικά ινστιτούτα και εταιρείες από τέσσερις χώρες-μέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης και την Νορβηγία συνεργάζονται με σκοπό την πρόοδο της βιολογίας και της βιοτεχνολογίας των υπεροξεισωμάτων. Οι συμμέτοχοι έχουν πολύ διαφορετικά υπόραθρα, τα οποία ωστόσο συμπληρώνουν το ένα το άλλο με δυναμικό τρόπο. Σχεδόν κάθε μέρα πραγματοποιούνται συναντήσεις μέσω Skype και οι διδακτορικοί φοιτητές ταξιδεύουν συχνά σε εκπαιδευτικά εργαστήρια, συνέδρια και συμμέτοχα εργαστήρια με στόχο την αμοιβαία μάθηση και την κατάρρευση των ιστορικών τειχών που διαχωρίζουν εδώ και δεκαετίες τους παραδοσιακούς ερευνητικούς τομείς.
 

Αυτό το πρόγραμμα προσφέρει καινοτόμα ερευνητική εκπαίδευση για 12 διδακτορικούς φοιτητές και 4 μετά-διδάκτορες στην διεπαφή της ιατρικής, της βιολογίας φυτών και μηκύτων. Τα Αρχικά Δίκτυα Κατάρτισης Marie Curie αποτελούν βραβεία μεγάλου κύρους που χρηματοδοτούνται από το ‘Εβδομο Πρόγραμμα-Πλαίσιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης και εστιάζονται στην εκπαίδευση της επόμενης γενιας Ευρωπαίων ηγετών στην επιστήμη ώστε να λυθούν διεπιστημονικές ερωτήσεις παγκοσμίου ενδιαφέροντος και να αυξήσουν την Ευρωπαϊκή ανταγωνιστηκότητα στην έρευνα και την πρόοδο.

Η βασική και βιοτεχνολογική γνώση για τα υπεροξεισώματα που θα παραχθεί απο το PERFUME μέχρι το 2016 θα συνεισφέρει σημαντικά στην πρόοδο της ιατρικής, της γεωργίας και της βιοτεχνολογίας. Πιθανώς δεν θα γίνει αυριο ή στο κοντινό μέλλον, αλλά η γνώση αυτή θα είναι κρίσιμη για τις επόμενες δεκαετίες που θα ακολουθήσουν.

Upcoming events

No events
No downloads

Delphine Crappe and Piotr Lisik have defended their thesis

30-11-2016

Delphine Crappe and Piotr Lisik have defended their thesis...

Show more