A dictyostelidák a sejtes nyálkás penészgombák vagy "társas amőbák" csoportja. Nagyon szokatlan eukarióta szervezetek. Életük nagy részében különálló sejtekként élnek. Aztán nehéz időkben összejönnek, hogy termőtestként szaporodjanak. A termőtest védőfalú spórákat termel. Ezek túlélnek és jobb időkben kinyílnak. Ezek az organizmusok tehát egyszerre egysejtűek és többsejtűek.

Különálló amőbaként normálisan táplálkoznak és osztódnak. Többnyire talajbaktériumokkal táplálkoznak. Amikor a táplálékkészletük elfogy, összeállnak, és egyfajta csigaszerűséget alkotnak. A csigának határozott elülső és hátsó része van. Reagál a fényre és a hőmérsékletkülönbségekre, és képes a mozgásra. Megfelelő körülmények között a csiga sporokarpiummá (termőtestté) alakul. Egy vagy több spóragömböt egy szár tart fenn. Ezek a spórák kemény sejtfalakkal védett inaktív sejtek. Amint táplálék áll rendelkezésre, új amőbákká alakulnak.

A Dictyosteliumot modellszervezetként használják a molekuláris biológiában és a genetikában. A sejtkommunikáció, a differenciálódás és a programozott sejthalál példájaként tanulmányozzák. A Dictyosteliummal kapcsolatos kutatások on-line elérhetők a dictyBase oldalon.

Életciklus — részletesen

Az életciklus jól meghatározott, több szakaszra bontható:

  • Vegetatív állapot: egyedül élő, falazatlan amőbasejtek (a táplálékbaktériumokat fagocitózis útján fogyasztják).
  • Aggregáció: éhezéskor a sejtek kémiai jeleket bocsátanak ki, leggyakrabban cAMP (ciklikus adenozin-monofoszfát) pulzusok formájában, ami irányított sejtvándorlást (kemotaxist) vált ki és gócokat hoz létre.
  • Csiga (slug) képződés: az aggregátum egy mobil, többrétegű csigává szerveződik, amelyben előtörzs- (prestalk) és spóraelősejtek (prespore) differenciálódnak. A csiga képes környezeti ingerekre reagálva vándorolni.
  • Kulmináció és termőtest-képzés: a csiga felépül: megnyúlik, szára kialakul, és a csúcson spóragömb(ök) helyezkednek el; közben a szársejtek önfeláldozó módon elpusztulnak, így biztosítják a spórák felemelkedését.
  • Spóraállapot és csírázás: a spórák ellenálló, vastag sejtfalú, alvó sejtek; kedvező feltételek mellett csíráznak, és visszaalakulnak önálló amőbákká.

Sejtkommunikáció és differenciálódás

A dictyostelidák klasszikus modelljei a sejtek közötti jelátvitelnek. A legjobban ismert jelanyag a cAMP, amely pulzáló formában terjed, és a sejtekre irányadó jelként hat. A sejtek chemoreceptorai felismerik a jeleket, és ennek megfelelően rendeződnek. Emellett több más jelanyag és transzdukciós útvonal (G-fehérjék, PI3-kináz, MAP-kinázok, cGMP stb.) is részt vesz a mozgásban és a differenciálódásban.

A csigában elkülönülnek a sejttípusok: a spóraelősejtek és a szársejtek (prestalk). A szársejtek nagy része programozott sejthalált szenved el (altruista viselkedés), hogy a spórákat megtámogassa — ezért a dictyostelidák jó modellek a programozott sejthalál és az altruizmus molekuláris hátterének vizsgálatára.

Viselkedés, társas interakciók, és evolúciós kérdések

A „társas” viselkedés miatt felmerülnek érdekes evolúciós problémák: hogyan akadályozható meg a „csalás” (cheating), amikor egyes sejtek több spóra lesznek arányos részesedésükhöz képest? A dictyostelidákban működnek kin-recognition mechanizmusok és egyes fajokban szociális fegyelmezés, amelyek csökkentik a csalási előnyöket. Kutatások vizsgálják továbbá, hogy milyen genetikai és molekuláris mechanizmusok szabályozzák a csoportkohéziót és a kooperáció fenntarthatóságát.

Rendszertan és fontos fajok

A dictyostelidák a Amoebozoa törzs egyik rendjébe, a Dictyostelia-ba tartoznak. Ismert nemzetségek: Dictyostelium, Polysphondylium és más rokon csoportok. A leggyakrabban tanult faj a Dictyostelium discoideum, amelyről rengeteg laboratóriumi adat és genomikai információ áll rendelkezésre.

Laboratóriumi használat és kutatási jelentőség

Dictyostelium könnyen tenyészthető laboratóriumi körülmények között: baktériumokon vagy axenikus (baktériummentes) táptalajon tartható. Gyors élettartama és egyszerű megfigyelhetősége miatt kitűnő modell a sejtmigráció, fagocitózis, jelátviteli utak, differenciálódás és a sejthalál tanulmányozására. A D. discoideum genomban kb. 34 Mb DNS található és körülbelül 12–13 ezer gént jósoltak, ami lehetővé teszi genetikai és molekuláris vizsgálatokat (mutánsok, génkikapcsolás, overexpresszió).

A kutatások eredményei hasonló mechanizmusokra világítanak rá más eukariótákban is (pl. sejtmigráció és jelátvitel emlős sejtekben), ezért a dictyostelidák eredményei transzlációs jelentőségűek lehetnek.

Erőforrások

A dictyostelium-kutatás adatai és eszközei központilag elérhetők különböző online forrásokban; a szöveg elején említett dictyBase a fajokra és génekre vonatkozó adatbázis, ahol genomadatok, irodalom és laboratóriumi információk találhatók.

Összefoglalva: a dictyostelidák egyedülálló átmenetet képviselnek az egysejtű és többsejtű életmód között; jól tanulmányozhatók, és sok alapvető biológiai kérdés — sejttársalgás, differenciálódás, evolúciós kooperáció — jobb megértéséhez járulnak hozzá.