i

Aktuální číslo:

2020/9

Téma měsíce:

30 let CTS

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

Sukcese mrtvoly pro mne končí kostrou

Sukcese mrtvoly pro mne končí kostrou

Ondřej Vrtiška  |  7. 9. 2020
Forenzní entomologie pomáhá kriminalistům určit dobu a místo smrti, odhalit manipulaci s tělem a rekonstruovat události, k nimž došlo třeba i před...
Arény pravěku a rituální krajina pod Řípem

Arény pravěku a rituální krajina pod Řípem

Jan Turek  |  7. 9. 2020
V naší krajině se skrývají tajemství předků, která nelze pouhým okem spatřit, a přesto jejich pozůstatky dokážeme odhalit jako kamínky dávno...
Kreativní mozek novozélandského rošťáka

Kreativní mozek novozélandského rošťáka uzamčeno

Pavel Pipek  |  7. 9. 2020
Je to „drzoun“ s pronikavým intelektem. Jeho hlas i bezstarostná hravost v nás vyvolávají smích, vynalézavost při destrukci lidských výrobků...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné