Je to dosiaľ rekordný počet zaznamenaných rôznych genetických informácií v jedinej bunke.
Jednobunková riasa, ktorá bola viac ako 50 rokov uložená v univerzitnej zbierke v nemeckom Göttingene, sa ukázala ako skutočný evolučný klenot. Dlhodobo spolupracujúci vedci z Univerzity Britskej Kolumbie v kanadskom Vancouveri, Ostravskej univerzity a Biologického centra Akadémie vied ČR v Českých Budějoviciach po jej detailnom preskúmaní zistili, že riasa v sebe nesie sedem rôznych genetických informácií. Je to dosiaľ rekordný počet zaznamenaných genómov v jedinej bunke.
Štúdia bola publikovaná v odbornom časopise Current Biology. Publikáciu spomenul aj časopis New Scientist a prestížny Science v aktuálnom vydaní v sekcii In Other Journals.
Jedna bunka – viac genetických informácií
Nie je nezvyčajné, že bunky majú viac genómov. Predpokladá sa, že zložité bunky vznikli asi pred 3 miliardami rokov a v priebehu evolučného vývoja do seba pojali baktérie, s ktorými žili v symbióze a z ktorých sa neskôr vyvinuli bunkové organely.
Takmer každá živočíšna bunka obsahuje dva genómy – väčšia je uložená v bunkovom jadre, zatiaľ čo menšia, mimojadrová v mitochondriách. Tá vznikla práve počas evolúcie splynutím s baktériou. Každá rastlinná bunka má navyše ešte malý genóm v chloroplaste, čo bola pôvodne sinica, vďaka ktorej rastlinné bunky získali schopnosť fotosyntézy.
Pozrite si
Špecifické riasy
Ešte zložitejšiu kombináciu štyroch genómov si uchovávajú riasy kryptomonády (Cryptophyta). Kryptomonádové riasy však nie sú rastlinné bunky. Začali ako voľne plávajúce dravé bunky a schopnosť fotosyntézy získali pohltením inej bunky, bunky červenej riasy.
Medzi kryptomonády patrí aj riasa Cryptomonas gyropyrenoidosa, ktorú zhromaždil niekedy pred rokom 1970 slávny botanik Ernst Georg Pringsheim. Odvtedy riasu uchovávali v jeho poslednom pôsobisku na Göttingenskej univerzite. Nedá sa vylúčiť, že táto riasa mohla byť izolovaná oveľa skôr, napríklad už počas pobytu Pringsheima (ktorý bol aj československým občanom) v rokoch 1923 až 1938 na Ferdinandovej univerzite v Prahe.
Baktérie, mikroorganizmy a vírusy. Zdroj: iStockphoto.com
Pribudli tri nové genómy
Česko-kanadský tím pod vedením Emmy Georgeovej z Univerzity Britskej Kolumbie v Kanade si vyžiadal vzorky tejto riasy, aby mohol analyzovať všetku DNA a identifikovať jej pôvod. K štyrom genómom v bunke, ktorými sa môžu pýšiť všetky kryptomonády, pripočítali vedci pri riase z Göttingenu ešte tri nové genómy. Cryptomonas gyropyrenoidosa získala hneď dva ďalšie bakteriálne endosymbionty, z ktorých jeden je navyše infikovaný bakteriofágovým vírusom (vírus, ktorý napáda baktérie). Podľa genetickej analýzy ide o baktérie Grellia numerosa a Megaira polyxenophila a vírus MANkyphage.
Tento konglomerát baktérií a vírusu žil už v riase, ktorú Pringsheim nazbieral, a odvtedy sa prenášal počas viac ako 50-ročného súvislého pestovania v univerzitnej zbierke na všetkých jej potomkov, čo predstavuje približne 4 400 generácií. Vedcom nie je úplne jasné, ako sa udržala krehká rovnováha medzi oboma baktériami, bakteriofágovým vírusom a hostiteľskou bunkou.
Extrémne spolužitie vo vyváženom stave
Vedcom sa podarilo dokázať, že fág dokáže v tomto spoločenstve napádať iba baktériu Megaira, a aj napriek tomu je táto baktéria početnejšia ako jej rezistentná súpútnička Grellia. Rovnako aj vzťahy medzi kryptomonádou a oboma baktériami musia byť nastavené vyvážene tak, aby sa riasa nezbavila baktérií alebo aby sa v nej baktérie nerozmnožili do patologického množstva.
Všetko komplikujú záhadné sebecké genetické elementy. „Je jasné, že stabilita tohto zložitého spolužitia po tisíce generácií odráža jeho veľmi vyvážené nastavenie. Pri značnej predstavivosti tak možno v oboch endosymbiotických baktériách vidieť predchodcov budúcich organel, ibaže v horizonte najmenej stámiliónov rokov,“ povedal Julius Lukeš z Parazitologického ústavu Biologického centra AV ČR, ktorého tím sa na objave podieľal.
Zdroj: Biologické centrum AV ČR
(JM)
