Ide o nenápadný, sotva pohyblivý prvok veľký len niekoľko mikrometrov.
Farebná ilustrácia prierezu bunky s názvom Solarion s abstrakciou prostredia. Zdroj: Ivan Čepička, PRIF UK
Výskumný tím Prírodovedeckej fakulty Karlovej univerzity v Prahe pod vedením profesora Ivana Čepičku a jeho doktoranda Mareka Valta objavil vzácny jednobunkový organizmus s unikátnou bunkovou štruktúrou, ktorého vedci pomenovali Solarion arienae.
V štúdii, uverejnenej v prestížnom vedeckom časopise Nature, výskumníci dokazujú, že tento druh spolu s niekoľkými ďalšími málo známymi líniami prvokov tvorí novú eukaryotickú superskupinu nazvanú Disparia. Solarion si zachoval vlastnosti, o ktorých sa predtým predpokladalo, že už dávno zmizli, a tak ponúka bezprecedentný pohľad na biológiu raných eukaryotických buniek.
Bunkový prvok je nenápadný, sotva pohyblivý a veľký len niekoľko mikrometrov a objavili ho v laboratórnej kultúre morských rias na Katedre zoológie Prírodovedeckej fakulty Karlovej univerzity v Prahe. Vzhľadom na svoju malú veľkosť zostával dlho nepovšimnutý, až kým väčšie druhy v danej biokultúre nevymreli. Len táto šťastná náhoda spôsobila, že Solarion sa stal „viditeľným“ a jeho neočakávané objavenie sa ukázalo ako vedecký prelom.
Čiernobiela ilustrácia prierezu bunky s názvom Solarion. Zdroj: Michal Čepička
Ako jediný organizmus má v sebe starobylý gén
Vedci z Karlovej univerzity v Prahe a ich kolegovia z USA pomocou sekvenovania genómu a rozsiahlych fylogenomických analýz zistili, že Solarion nepatrí do žiadnej z doteraz objavených hlavných eukaryotických línií. Zatiaľ je známy len jeden blízky príbuzný, podivný prvok s názvom Meteora sporadica.
Spoločne tvoria nový kmeň Caelestes, ktorý spolu s prvokmi z kmeňov Provora a Hemimastigophora tvorí novú eukaryotickú nadskupinu (ríšu) nazývanú Disparia. Hoci je z nej dnes známych len niekoľko druhov, ide o starobylý evolučný rod, ktorého súčasní zástupcovia môžu byť pozostatkom dávnej rozmanitosti.
Solarion takmer úplne chýba v globálnych databázach environmentálnej DNA, hoci vedci prehľadali viac ako 1,8 petabajtu metagenomických údajov. Napriek tomu bol niekoľkokrát nájdený v sekvenčných údajoch získaných zo vzoriek morských sedimentov z rôznych častí sveta. Vyzerá to tak, že ide o evolučnú líniu, ktorá je rozšírená po celom svete, ale všade je veľmi vzácna. Tento objav zdôrazňuje dôležitosť kultivačných metód pri štúdiu mikrobiálnych eukaryotov a potrebu skúmať doteraz málo preskúmané prostredia.
Druh priťahuje pozornosť svojím jedinečným vzhľadom. Najčastejšie sa vyskytuje vo forme nehybných slnku podobných buniek. Tieto jedinečné organely sa používajú na lov bakteriálnej koristi a ich štruktúra bola podrobne zobrazená pomocou 3D elektrónovej mikroskopie. Počas svojho životného cyklu Solarion produkuje aj oveľa vzácnejšie pohyblivé bičíkovité bunky, ktoré majú tiež jedinečný vzhľad a nemožno ich zameniť so žiadnymi inými eukaryotickými organizmami.
Najzaujímavejšou črtou nového druhu sú jeho mitochondrie, bunkové organely, ktoré vznikli pohltením prokaryotického predka a ktoré sú zodpovedné za produkciu energie pre bunku. Solarion si zachoval gén secA, vzácny pozostatok starobylého systému prenosu bielkovín, ktorý pochádza z bakteriálneho predka mitochondrií. Tento gén zmizol takmer vo všetkých moderných eukaryotoch, čo robí Solarion jedným z mála žijúcich eukaryotických organizmov, ktoré stále disponujú týmto pôvodným molekulárnym vybavením. Okrem toho jeho mitochondrie obsahujú unikátnu kombináciu génov, ktorá poskytuje jedinečnú príležitosť rekonštruovať metabolické schopnosti mitochondrií posledného spoločného predka eukaryotov.
Solarion požiera baktériu. Zdroj: Ivan Čepička, PRIF UK.
Profesor Ivan Čepička a Marek Valt z Prírodovedeckej fakulty Karlovej univerzity v Prahe, hlavní autori štúdie, zdôrazňujú význam tohto objavu: „Solarion je pozoruhodnou pripomienkou toho, ako málo ešte vieme o rozmanitosti mikrobiálneho života. Objav takého evolučne hlbokého rodu – v podstate živej fosílie – ukazuje, že kľúčové časti príbehu eukaryotov zostávajú skryté na miestach, ktoré zriedka skúmame. Tento organizmus nám umožňuje nahliadnuť do veľmi starovekej kapitoly bunkovej evolúcie, ktorú sme mohli doteraz rekonštruovať len nepriamo.“
Zdroj: TS PRIF UK
(RR)
