Näiden sairauksien joukossa on surullisen kuuluisa unisairaus, jonka aiheuttaa loinen nimeltä Trypanosoma brucei. Tämä loinen siirtyy ihmisiin ja eläimiin tsé-tsé-kärpäsen piston kautta. Ihmisillä se aiheuttaa vakavia neurologisia häiriöitä ja eläimillä se aiheuttaa naganaa, sairautta, joka vaikuttaa voimakkaasti karjaan.
Trypanosoma brucei potilaan veressä, joka kärsii afrikkalaisesta trypanosomiasis-taudista, jota yleisesti kutsutaan unitaudiksi.
Tilanne pahenee entisestään, kun otetaan huomioon, että nykyiset hoidot ovat harvinaisia, myrkyllisiä ja yhä vähemmän tehokkaita resistenssien kehittymisen vuoksi.
Tässä loisessa ainutlaatuinen mitokondrio muuttaa muotoaan ja toimintaansa
Toisin kuin useimmilla elävillä soluilla, joilla on useita mitokondrioita (solun "energiantuotantolaitoksia"), Trypanosoma bruceilla on vain yksi, joka muuttuu täysin muotoaan ja toimintaansa ympäristön mukaan, mikä sisältää kalvojen sulautumiseen ja jakautumiseen liittyviä mekanismeja.
Tsé-tsé-kärpäsen sisällä loisen mitokondrio on verkkomainen, suurikokoinen ja erittäin aktiivinen, tuottaen energiaa monimutkaisella prosessilla, jota kutsutaan oksidatiiviseksi fosforylaatioksi. Mutta kerran nisäkkään veressä, loisen mitokondrio kutistuu merkittävästi yksinkertaiseksi putkeksi, ja loinen käyttää pääasiassa sokereita (glukoosia) energian tuottamiseen paljon yksinkertaisemmalla prosessilla: glykolyysillä.
Useimmilla elävillä olennoilla mitokondriot ovat erittäin dynaamisia: ne sulautuvat tai jakautuvat jatkuvasti sopeutuakseen solun tarpeisiin. Nämä prosessit, jotka on hyvin kuvattu nisäkkäiden soluissa tai hiivassa Saccharomyces cerevisiae (leivontahiiva), ovat dynaamien perheeseen kuuluvien proteiinien säätelemiä. Näillä proteiineilla on GTP:tä hydrolysoiva alue ja rakenteita, jotka mahdollistavat niiden sitoutumisen kalvoihin ja oligomerisoitumisen.
Trypanosoma bruceissa mitokondrio muodostaa ainutlaatuisen ja jatkuvan verkoston, joka jakautuu vain silloin, kun solu itse jakautuu. Vasta äskettäin on tunnistettu vain proteiineja, jotka osallistuvat jakautumiseen (mitokondrioiden jakautumiseen) tässä loises. Fuusiosta vastuussa olevat proteiinit, joita esiintyy ihmisillä tai hiivoilla (kuten Mfn tai Opa1), näyttivät olevan yksinkertaisesti poissa, mikä viittaa erilaiseen fuusiomekanismiin.
Uusi dynaamien perheeseen kuuluva proteiini voisi olla tämän erityispiirteen taustalla
Current Biology -lehdessä julkaistussa artikkelissa tutkijat löysivät Trypanosoma bruceista uudenlaisen dynaamien perheeseen kuuluvan proteiinin, nimeltään TbMfnL (Trypanosoma brucei Mitofusin-Like). Tämä proteiini näyttää olevan peräisin vanhasta proteiiniperheestä, joka esiintyy monilla elävillä olennoilla (mukaan lukien jotkut bakteerit), mutta puuttuu nisäkkäiltä ja hiivoilta. Se voisi siis olla vanha jäänne solukalvojen muokkausmekanismista.
Tulokset osoittavat, että TbMfnL on kiinnittynyt mitokondrion sisäkalvoon, matriisipuolelle (mitokondrion sisälle), mikä on ennennäkemätöntä mitokondrioita muokkaaville proteiineille. Lisäämällä TbMfnL:n tuotantoa solussa tutkijat havaitsivat merkittävän lisääntymisen mitokondrioiden filamenttien välisten yhteyksien ja haarojen määrässä, mikä on GTP:n hydrolyysistä riippuva mekanismi, joka tarjoaa tarvittavan energian. Toisin sanoen TbMfnL kykenee muokkaamaan mitokondrion muotoa sisältäpäin, täysin erilaisella mekanismilla kuin mitä havaitaan muilla eukaryooteilla.
Tämä löytö avaa uuden ymmärryksen mitokondrioiden kalvojen rakenteellisten mekanismien ja yleisesti solukalvojen mekanismien osalta, ei vain Trypanosoma bruceissa, vaan myös muissa organismeissa. Pitkällä aikavälillä tämä löytö voisi mahdollistaa loisen tehokkaamman kohdistamisen, hyökkäämällä olennaiseen ja sille ominaisiin elementteihin. Ja miksei, kehittää spesifisempiä, vähemmän myrkyllisiä hoitoja, jotka säästävät ihmissoluja.