i

Aktuální číslo:

2021/9

Téma měsíce:

Vzdělávání

Manipulovatelný model endosymbiózy

 |  31. 5. 2021
 |  Vesmír 100, 356, 2021/6

Endosymbiotická teorie ve značně zjednodušené podobě říká, že buněčné semiautonomní organely jako mitochondrie a plastidy se vyvinuly z volně žijících prokaryot, která byla pohlceny jinou buňkou a ve značně redukované formě se staly její trvalou součástí (Vesmír 95, 354, 2016/6; 96, 270, 2017/5). Výzkumníci ze Scripps Research v kalifornské La Jolle pod vedením Petera G. Schultze vytvořili experimentální systém endosymbiózy složený ze dvou modelových organismů, a to bakterie Escherichia coli a pivní kvasinky Saccharomyces cerevisiae. V tomto systému byly bakterie upraveny tak, aby přežily v cytoplazmě kvasinek a poskytovaly kvasinkovým mutantům adenosintrifosfát (ATP), které si upravený kvasinkový kmen není schopen sám vyrobit. Kvasinky zase recipročně svému endosymbiotickému bakteriálnímu auxotrofu poskytovaly thiamin (vitamín B1).

Tento snadno manipulovatelný chimérický systém byl stabilní po více než 40 generací a do budoucna by mohl umožnit rekapitulovat řadu aspektů vzniku semiautomních organel, příběhu starého přibližně 1,5 miliardy let. Z genetických úprav bylo nutné ještě zvýšit expresi několika tzv. SNARE-like proteinů v E. coli, které interagují s kvasinkovými SNARE proteiny, a zabraňují tak lyzozomální degradaci intracelulárních bakterií.

Z dalších experimentů stojí za zmínku i to, že výzkumníci byli v tomto systému schopni vyřadit v genomu E. coli kromě genu pro thiamin i geny pro produkci nikotinamidadenindinukleotidu (NAD) nebo aminokyseliny serinu, a přesto byl chimérický organismus životaschopný. Autoři do budoucna doufají, že budou schopni získat skutečně minimální endosymbiotický genom a že tento nebo podobný manipulovatelný systém umožní experimentální vymezení prastarých adaptací ve vztahu hostitele a jeho endosymbionta, ke kterým došlo během evoluce současného vysoce redukovaného mitochondriálního genomu.

Mehta A. P. et al.: PNAS, 2018, DOI: 10.1073/pnas.1813143115

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biologie
RUBRIKA: Mozaika

O autorovi

Jindřich Sedláček

Mgr. Jindřich Sedláček (*1985) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UP v Olomouci. Pracuje v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR, zároveň je doktorským studentem katedry genetiky a mikrobiologie PřF UK. Ve volném čase se věnuje ptáčkaření.
Sedláček Jindřich

Doporučujeme

Záhada zhasínající hvězdy vyřešena

Záhada zhasínající hvězdy vyřešena

Záhada velkého pohasnutí Betelgeuze (Vesmír 100, 106, 2021/2) se zdá být více méně rozřešena. Důležitým klíčem byla pozorování povrchu hvězdy...
Převrácená výuka a nová role učitele

Převrácená výuka a nová role učitele

Zdeněk Hurák  |  6. 9. 2021
Co je a co určitě není převrácená výuka? Jaké jsou její cíle? Pokusím se vyvrátit několik oblíbených mýtů a nabídnu vlastní učitelské zkušenosti...
O myších (v podzemí) a lidech

O myších (v podzemí) a lidech uzamčeno

Radim Šumbera  |  6. 9. 2021
Čtenář dobrodružné literatury ví, že pro člověka a jeho žaludek byla důležitá velká zvířata, zejména savci. Vzpomeňme na lovce mamutů, indiány a...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné