A hidegtűrő baktériumok túlélésének háttérmechanizmusait vizsgáló, az egyesült királyságbeli Newcastle-i Egyetem vezette nemzetközi projektben egy új, úgynevezett hibernációs faktort fedeztek fel a kutatók. A faktort kódoló gén beazonosításához szükséges módszereket Csörgő Bálint, a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpontban (HUN-REN SZBK) működő MTA Lendület Génsebészeti Módszertan Kutatócsoport vezetője dolgozta ki. A kutatás eredményeit a rangos Nature folyóiratban közölték.
A biológiai ismeretek nagy részét, ideértve a baktériumokkal kapcsolatos tudást is, a kutatók közvetlen környezetük, illetve saját maguk tanulmányozása révén szerzik. Azonban rengeteg olyan – a legtöbb ismert faj számára közel sem ideális – környezet létezik, ahol bizonyos baktériumok (és magasabb rendű élőlények is) mégis képesek életben maradni. Ilyenek például az Antarktisz jeges tájain megélő, Psychrobacter nemzetséghez tartozó fajok.
A kutatás fő célja annak vizsgálata volt, hogy ezekben a hidegtűrő baktériumokban milyen különleges háttérmechanizmusok teszik lehetővé a túlélést, illetve az alapvető sejten belüli folyamatok közé tartozó fehérjeátíródás, más néven a transzláció folyamatát. A nemzetközi projektben egy olyan új, úgynevezett hibernációs faktort fedeztek fel, amelynek segítségével ezek a baktériumok 0 °C alatti stresszes környezetben „hibernált” állapotba kerülnek, hogy aztán a kedvezőbb körülmények eljövetelekor gyorsan újra növekedni és osztódni tudjanak.
A faktor, amely a Balon elnevezést kapta, kötődik a sejten belül lévő riboszómákhoz – ahol élő sejtekben a fehérjeátíródás történik –, és ideiglenesen megakadályozza a további átíródást, így egyben meg is védi a riboszómákat a hidegstressz által okozott károktól. Amikor kedvezőbbé válnak a körülmények, a faktor képes gyorsan lekapcsolódni, hogy a fehérjeszintézis minél gyorsabban újra beinduljon, és a sejtek elkezdjenek szaporodni.
A kutatócsapat alapvető megközelítése az ilyen téli álmot alvó baktériumok riboszómáinak tanulmányozására a krio-elektronmikroszkópos vizsgálat volt, amely lehetővé teszi a nagyméretű molekulák szerkezeti elemzését a minták fagyasztásán keresztül. Ennek segítségével kimutatták a Balon faktor jelenlétét; további jellemzése fehérje-tömegspektrometriai módszer segítségével történt.
Ahhoz, hogy a Balon faktort kódoló gén is pontosan beazonosítható legyen, olyan genetikai módszereket kellett kidolgozni, amelyek segítségével ezeknek a laboratóriumi körülmények között nehezen növekvő Psychrobacter fajoknak a DNS-e is módosíthatóvá válhat. Ezt a folyamatot dolgozta ki Csörgő Bálint, a HUN-REN SZBK kutatócsoport-vezetője. Az általa kifejlesztett módszerek segítségével sikerült több Psychrobacter fajból is kiütni a Balon génjét, és az így specifikusan módosított baktérium már kevésbé hatékonyan bírta a hidegstresszes körülményeket. Különböző DNS-adatbázisokkal összevetve, a gén – vagy annak hasonló változata – sok másfajta baktériumban is jelen van, így ez a faktor bizonyára egy általánosabb stresszvédelemnek a része lehet. Érdekes módon a Balon kapcsolatot mutat egy magasabb rendű eukariótákban is megtalálható általános fehérjetranszlációs faktorral, így evolúciósan is jelentős szerepe lehet.
A kutatás rávilágít az általánosabb modellorganizmusokon túllépve a kevésbé ismert, extremofil baktériumok tanulmányozásának jelentőségére, hiszen ezáltal az alapvető sejttani folyamatokban is felfedezhetők újdonságok.