Entomologický ústav Biologického centra Akadémie vied Českej republiky v Českých Budějoviciach je jedným z mála laboratórií, kde sa chovu mušiek darí.
Muška Chymomyza costata. Zdroj: obbardlab
Existuje asi 1500 druhov drozofíl, len tie severské sa ale vďaka evolúcii naučili prežiť aj tuhú zimu. Ich štúdiu sa venujú vedci z Entomologického ústavu Biologického centra Akadémie vied Českej republiky v Českých Budějoviciach. Zaujíma ich, ako je možné, že tento druh drozofily zo severu dokáže prežiť i v kvapalnom dusíku, teda pri teplote až mínus 196 stupňov Celzia (°C).
Larvy drozofily sa vyskytujú od nášho územia až na ďaleký sever, za severný polárny kruh, a teda sú dobre adaptované na dlhé zimné obdobie, občas aj s extrémne nízkymi teplotami. Vedúci laboratória Vladimír Košťál sa výskumu drozofily zo severu (Chymomyza costata) venuje viac ako dvadsať rokov.
Vladimír Košťál a Tomáš Štetina. Foto: Andrea Skalická, Český rozhlas
„Vytiahnem jednu malú larvu, ktorú si dám napríklad sem do misky na pitvanie. Z nej postupne vytiahnem tkanivá,“ vysvetľuje jeden z pracovných postupov vedec Tomáš Štětina. Potom dá vzorku do tekutého dusíka, ktorého teplota dosahuje až mínus 196 °C.
Následne používajú tkanivo na rôzne účely. „Napríklad ak by sme chceli vidieť, aké metabolické látky sa skrývajú vnútri tkaniva, pošleme ho na chemickú analýzu a následne zistíme, čo bolo vnútri,“ dodáva vedec, ktorý dostal za svoju výskumnú prácu tento rok Prémiu Otta Wichterleho.
S larvami drozofily, ale i so samotnými muškami pracuje mladý vedec denne. Majú totiž výnimočné schopnosti.
Superschopnosť
„Zistili sme, že dokáže prežiť dokonca i za teplotou kvapalného dusíka, čo je úplne výnimočná schopnosť,“ vysvetľuje Košťál. Prežiť v takejto teplote v plne hydratovanom stave, teda s vodou v tele, je v živočíšnej ríši totiž úplne ojedinelé.
„Problém nízkych teplôt je vždy v zamrznutí. Pokiaľ dôjde predtým k vysušeniu, je celý rad druhov drobných živočíchov, bezstavovcov, ktoré v tomto suchom stave dokážu prežiť takéto extrémne teploty – napríklad nižšie ako kvapalný dusík alebo v otvorenom vesmíre. Ale v hydratovanom stave je to úplne výnimočná schopnosť,“ zdôrazňuje Vladimír Košťál. „Je zaujímavá z hľadiska možného využitia na kryoprezerváciu buniek, tkanív, možno aj celých komplexných organizmov, ako je práve táto larva.“
Kľúč k úspechu je „otužovanie“
Vďaka špecifickým vlastnostiam ide o ideálny modelový organizmus určený na výskum. „Oproti ostatným tropickým druhom drozofíl, ako je drozofila obyčajná (vínna muška), ktorá nedokáže zimu absolútne prežiť, vykazuje určité zvláštnosti,“ pokračuje vedec.
„V porovnaní s týmto druhom teda môžeme zisťovať, aké sú rozdiely – aké sú pravdepodobné adaptívne mechanizmy, ktoré dávajú tejto muche túto až zázračnú schopnosť prežiť v kvapalnom dusíku.“
Aby larva v danom prostredí prežila, musia ju vedci najprv na extrémny chlad pomocou postupného prechladzovania pripravovať. Pri optimálnych podmienkach tu potom dokáže žiť teoreticky až nekonečne dlho. „Najdlhšie sme ju tam mali asi 18 mesiacov,“ odhaduje Vladimír Košťál, „ale teraz sme žiadnu už dlho nevytiahli, teraz to bude už niekoľko rokov.“
Drozofily uskladnené v chladničke. Foto: Andrea Skalická, Český rozhlas
Musia ich sťahovať, inak zomrú
Vedci skladujú chovy múch na umelo vytvorenej diéte v chladničke. „V chladničke sú 3 °C, čiže tu sú v stave diapauzy. Je to niečo ako hibernácia,“ opisuje vedec.
Odborníci sa pokúsili poslať takto uskladnené mušky tiež do iného laboratória. „Komu sme ich poslali, tomu zahynuli. Sú trošku citlivejšie ako iné druhy, čiže máme pomerne šťastie, že sa ich nikomu nedarí tak chovať ako nám,“ teší Košťála.
Bez starostlivej opatery by ale boli len ťažko úspešní aj tunajší vedci. „Musíme ju premiestňovať zo skúmavky do skúmavky minimálne dvakrát týždenne. Ak ju tam necháme dlhšie, tak z nejakých dôvodov, ktorým nerozumieme, nevydrží a celý chov vymrie,“ opisuje výskumník.
I z tohto dôvodu sa na výskum mušky zameriava len niekoľko laboratórií na svete. Väčšina poznatkov, ktoré sú dnes o severskej drozofile známe, objavili práve vedci z Entomologického ústavu Biologického centra Akadémie vied Českej republiky v Českých Budějoviciach.
Zdroj: Biologické centrum AV ČR
(JM)
