i

Aktuální číslo:

2021/6

Téma měsíce:

Fluor

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

Havlův Vesmír

Havlův Vesmír

Ivan Boháček  |  31. 5. 2021
Vesmír byl časopis mých prvních námluv s vědou a dodnes se pamatuji, jak jsem jako kluk měl vždy radost z nového čísla…
35 let s HIV

35 let s HIV

Eva Bobůrková  |  31. 5. 2021
Přítomnost nové záhadné choroby oficiálně potvrdily americké úřady, když 5. června 1981 oznámily podezřelý výskyt pneumocystické pneumonie u pěti...
Fluor v organických sloučeninách

Fluor v organických sloučeninách

Jaroslav Kvíčala  |  31. 5. 2021
Z přírody známe jen asi dvacet organických sloučenin obsahujících atomy fluoru. Člověk jich ale syntetizoval mnohem víc a organofluorová chemie...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné