i

Aktuální číslo:

2020/5

Téma měsíce:

Sítě

Uloupený bioluminiscenční protein

 |  4. 5. 2020
 |  Vesmír 99, 256, 2020/5

Drobná tropická ryba metařík žlutý (Parapriacanthus ransonneti) má schopnost bioluminiscence. Ze specializovaných orgánů na břiše vydává slabé modré světlo. Díky bioluminiscenci ryba zdánlivě nevrhá stín na živočichy níže ve vodním sloupci, což je v oceánu populární maskovací strategie. To by samo o sobě nebylo nic převratného, protože bioluminiscence byla pozorována u přibližně dvou set druhů ryb a vyvinula se u nich mnohokrát nezávisle na sobě. Výjimečný se ale ukázal způsob, jak metařík ke schopnosti vydávat světlo přišel. K produkci bioluminiscence je potřeba dvou základních komponent, substrátu obecně zvaného luciferin a enzymu luciferázy, který substrát oxiduje za vzniku světla. Ryby většinou netvoří substrát samy, ale získávají ho z potravy, což se vědělo i o metařících.

Tým japonských vědců měl v novém výzkumu za cíl především odhalit gen metaříků kódující enzym luciferázu. Po genetické a biochemické analýze luciferázy ze světelných orgánů ryby ale přišlo překvapení. Hmotnostní spektrometrie, reakce protilátek a tvar luminiscenčního spektra ukázaly, že enzym je totožný s luciferázou drobných korýšů lasturnatek Cypridina noctiluca. Sekvenování RNA potvrdilo nepřítomnost genu pro luciferázu u metaříků, a proto bylo nejlogičtějším vysvětlením, že ryby enzym přijímají z potravy. Vědci výsledek potvrdili rafinovanými experimenty s krmením rybek různými druhy korýšů, což vyvolávalo nebo potlačovalo bioluminiscenci.

Získávání enzymu z potravy je unikátní mechanismus a znamená to, že luciferáza musí přežít ve střevě ryb. Další experimenty prokázaly, že enzym lasturnatek je skutečně neobvykle odolný vůči proteázám a změnám pH v trávicím traktu ryb. Získání nové funkce díky proteinu z potravy, který není kódován v genomu organismu, je svébytnou strategií, jak přijít k evoluční inovaci. Podobnou loupeživou strategii vynalezli například mořští plži, kteří získávají plastidy nebo žahavé buňky z řas a žahavců, kteří jim slouží jako potrava.

Bessho-Uehara M. et al.: Science Advances, 2020, DOI: 10.1126/sciadv.aax4942

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie
RUBRIKA: Mozaika

O autorovi

Jaroslav Icha

Mgr. Jaroslav Icha, Ph.D., (*1988) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze. V rámci doktorského studia na MPI-CBG v Drážďanech se zabýval vývojem neuronů optického nervu. Postdoktorální stáž strávil na univerzitě v Turku v laboratoři buněčné adheze a rakoviny. Oblasti buněčné biologie se nyní věnuje v soukromé firmě.

Doporučujeme

Čmeláci vyřešili Molyneuxův problém

Čmeláci vyřešili Molyneuxův problém audio

Jaroslav Petr  |  24. 5. 2020
„Když se nevidomý člověk naučí hmatem rozeznat různé předměty, pozná je na první pohled, když se mu navrátí zrak?“ ptal už v roce 1688 William...
Můj život s viry

Můj život s viry

Michal Anděl  |  4. 5. 2020
Když jsem byl malý kluk, rodiče se báli, že děti mohou onemocnět poliomyelitidou, tedy dětskou obrnou. Dětem kvůli ní atrofovaly svaly na...
Jim Peebles a dospívání kosmologie

Jim Peebles a dospívání kosmologie

Giovanni Acquaviva, Jiří Langer  |  4. 5. 2020
Moderní kosmologie objevila nové složky hmoty a energie vesmíru. Za teoretické objevy v kosmologii byla v roce 2019 polovina Nobelovy ceny za...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné