Vesmírná škola fyzikaVesmírná škola fyzikaVesmírná škola fyzikaVesmírná škola fyzikaVesmírná škola fyzikaVesmírná škola fyzika
i

Aktuální číslo:

2025/1

Téma měsíce:

Exploze

Obálka čísla

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

Exploze, které tvoří

Exploze, které tvoří uzamčeno

Supernovy vytvářejí v mezihvězdném prostředí bubliny. V hustých stěnách bublin vznikají hvězdy. A to, co začalo výbuchem, končí hvězdou.
Mrtví termiti odpovídají na evoluční otázky

Mrtví termiti odpovídají na evoluční otázky uzamčeno

Aleš Buček, Jakub Prokop  |  6. 1. 2025
Termiti představují odhadem čtvrtinu globální biomasy suchozemských členovců. Naší snahou je pochopit, jak dosáhli ekologického úspěchu, jak se...
Objev země Františka Josefa

Objev země Františka Josefa

Zdeněk Lyčka  |  6. 1. 2025
Soukromá rakousko-uherská polární výprava v letech 1872–1874 nedosáhla zamýšleného cíle, jímž bylo proplout Severní mořskou cestou a případně...