Čeští vědci objevili malého tvora, jakého věda ještě nepoznala

Autor:
Biologům z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy se podařilo najít tvora, kterého si předchozí generace vědců mohly jen představovat. Jde o drobného prvoka, který dokáže přežít bez mitochondrií, což jsou jakési, řekněme „buněčné elektrárny“. Dokáže to díky jednomu nezvyklému triku.

Elektronmikroskopický snímek přední části buňky prvoka Monocercomonoides. Na snímku je patrné jádro, bazální tělíska bičíků a měchýřky endoplasmatického retikula. | foto: Naoji Yubuki

Bez čeho se nedá žít? Odpověď, že bez vody a kyslíku, je sice z našeho lidského hlediska nepochybně správná, pro život jako celek ovšem neplatí. V posledních desetiletích vědci s překvapením zjišťovali, kde všude život dokáže vydržet: kilometry pod ledem i zemským povrchem, na dně moří, v extrémním chladu i horku. Ale nejde jen o fyziku a geografii.

Hledání „mantinelů života“ probíhá i v laboratořích, kde se vědci pokoušejí probrat dnes pro ně stále ještě dost nepřehlednou džunglí buněčných pochodů nezbytných pro život. Cílem je pochopit a popsat život jako chemický a fyzikální děj a někdy v budoucnosti přesně určit, co je jeho podstatou (z vědeckého pohledu). Tedy co přesně potřebuje, aby fungoval, a co je jen zbytná „nadstavba“.

Samozřejmě, tuto velkou otázku jen tak někdo nevyřeší a samotné bádání probíhá v mnohem skromnějších krocích, přesto leckdy velmi zajímavých. Jeden takový učinil nedávno i tým vědců s výraznou českou účastí. Jako první na světě zřejmě přesvědčivě prokázal existenci podivného organismu, jehož buňky dokážou přežívat bez „orgánů“ na pohled zcela nezbytných.

Savčí mitochondrie jsou v buňkách velmi prominentní, a jejich poškození tak vede k vážným potížím.

Tým kolem Vladimíra Hampla (Přírodovědecká fakulta UK a centrum BIOCEV) a Čestmíra Vlčka (Ústav molekulární genetiky) vlastně udělal „neobjev“. Zabývali se miniaturním tvorem ze skupiny oxymonád rodu Monocercomonoides, laicky si řekněme prostě mikroskopickou jednobuněčnou „breberkou“. Pro člověka nemá žádný význam, ale je zvláštní tím, že v sobě nemá ani jednu důležitou „součástku“, kterou jinak v sobě nesou všichni tvorové složitější než bakterie. Jde o mitochondrie. To jsou dnes pro naše těla (a těla další eukaryotů) životně důležité buněčné organely, ve kterých probíhají klíčové energetické reakce. Dědičné či jiné poruchy mitochondrií proto často vedou k velmi závažným komplikacím.

Mitochondrie nám nejsou evolučně vlastní, podle mnoha přesvědčivých důkazů jde o pozůstatky bakterií, které naši dávní, ještě jednobuněční předkové pohltili a nakonec přesvědčili ke spolupráci. Mitochondrie přežívají v naších buňkách do jisté míry autonomně (mají třeba vlastní DNA), a byť už jinde přežít nemohou, stále je na nich poznat, že jde o dávné „imigranty“.

Do značné míry právě kvůli původu mitochondrií některé vědce napadla otázka, zda vůbec nějaká dnešní eukaryota (organismy s jádrem v buňce) dokážou bez „buněčných elektráren“ přežít. Není to pro biologii nějak zásadní otázka, ale rozhodně je zajímavá a výsledek by mohl malinko poodhalit i odpověď na otázku, co život vlastně dokáže a vydrží.

I proto vědci věnují poměrně dost pozornosti drobným tvorům, u kterých mitochondrie na první pohled zcela chybí. Jde hlavně o jednobuněčné tvory, jejichž přesná klasifikace pro naše účely není důležitá. Důležité však je, že zatím se nakonec vždy mitochondrie podařilo objevit, byť třeba hodně pozměněné a „zakrnělé“. Stává se to především u tvorů žijících v prostředí bez kyslíku, kteří se obejdou bez mitochondriálních „triků“ na výrobu energie. Ale zatím se vždy ukázalo, že potřebují nějakou funkci mitochondrií, na které buňky během dlouhého soužití postupně přenesly (chce se říct „outsourcovaly“) i další životně nezbytné funkce.

Prvok Monocercomonoides, na kterého se podívali podrobněji vědci v českých laboratořích také patřil do skupiny adeptů na tvory bez mitochondrií. Ty u něj nejsou vidět pod mikroskopem a není možné zachytit chemické stopy jejich činnosti. Nová publikace v časopise Current Biology nyní ukazuje, že na jejich provoz není zařízený ani geneticky. V DNA tvora chybí stopy po jejich přítomnosti.

Tvor přitom pochází z předků, kteří mitochondrie zřejmě měli. Postupně jim ale zřejmě zakrněly. Tito prvoci žijí ve střevech hlodavců (kterým podle všeho neubližují), kde mají dostatek potravy, ale málo kyslíku, který mitochondrie vyžadují k výrobě energie. Zachovala se v nich ovšem určitě výroba klíčových „dílů“ (tzv. železo-sirných klastrů) pro výrobu bílkovin, bez kterých buňka přežít nemůže. Jen dokud ovšem ke slovu nepřišla velká evoluční náhoda: do buňky pronikla DNA z bakterie s alternativním návodem na výrobu těchto „dílů“ pro bílkoviny.

„Je to takzvaný horizontální přenos genů, což je věc u bakterií běžná, u podobných prvoků už méně, ale ne nezvyklá,“ říká Vladimír Hampl (podle zatím nepublikovaných výsledků se zhruba jedno procento bílkovin, které si oxymonády vyrábí, vzniká podle genů převzatých od jiných organismů). V podstatě prošli tedy tito prvoci extrémní „genetickou modifikací“, v jejímž důsledku se staly mitochondrie zbytečnými a jako takové byly postupně „zrušeny“.

Proč to dopadlo právě takto a poroučely se zrovna mitochondrie a ne nově získané geny, vědci neví jistě. „Kdybych si měl tipnout, šlo zřejmě o náhodu,“ říká Vladimír Hampl. V buňce byly dva způsoby výroby jednoho dílu, jeden z nich se postupně rozbil a buňka už ho nepotřebovala opravit, odhaduje český vědec. Který to by byl, bylo zřejmě jedno, ani jeden způsob neposkytuje velkou evoluční výhodu.

Hampl a spol. se výzkumu nepatrného a pro laiky tak nezajímavého tvora patrně budou ještě nějakou dobu věnovat. Už jen proto, aby zjistili, zda k výpadku mitochondrií došlo jen u tohoto konkrétního druhu, nebo i jeho příbuzných. Myslí si, že ano, ale bude to vyžadovat další ověření. Stejně tak jim zbývá nachytat náhradní geny přímo in flagranti – zatím jen ví, že v buňce jsou, ale neviděli je přímo v činnosti. I přes řadu nezodpovězených otázek to vypadá, že život znovu biology přesvědčil o své rozmanitosti a vynalézavosti.

Informace: Do článku jsme doplnili, kde tento konkrétní zástupce oxymonád žije.

Nejčtenější

První metro v kontinentální Evropě měla Budapešť, dodnes je nejmělčí

Druhým městem na světě, které bylo obdařeno metrem, se v roce 1896 stala uherská metropole Budapešť. Tato první linka budapešťského metra je postavena těsně pod povrchem. Elektrické napájení je...

Co to bylo za ránu? Manželka šéfa ponorky netušila, že její muž v Titanu právě zemřel

Implozi ponorky Titan odhalila nová nahrávka. A záběry, které ukazují manželku tehdejšího šéfa společnosti OceanGate, který se spolu s dalšími čtyřmi pasažéry vydal před dvěma lety prozkoumat vrak...

Ponorka do hloubky, která na Zemi není, připomíná bednu. Na dno pěti oceánů

Relativně nedávno vzbudila zájem široké veřejnosti tragédie ponorky Titan, která i s posádkou v červnu 2023 implodovala cestou k vraku Titaniku. Jedním z podmořských badatelů, který se k této nehodě...

Hrobníkovi z lopaty. Po pádu letadla musela ještě přežít boj s pralesem

Zatím jsme se v našem seriálu věnovali příběhům mužů z ozbrojených sil. Dnes se podíváme na příběh dívky, která v sedmnácti letech přežila pád z výšky kolem 3 000 metrů a navzdory svým zraněním se...

Při přechodu na Oneplay dávejte pozor, snadno zaplatíte dvakrát za to samé

Spojení služeb O2TV a Voyo se v čase potkalo s nasazením nových tarifů telefonního operátora. Záměr „vyřešit vše najednou“ sice dává smysl, nicméně situaci znepřehlednil a pro některé uživatele...

Co to bylo za ránu? Manželka šéfa ponorky netušila, že její muž v Titanu právě zemřel

Implozi ponorky Titan odhalila nová nahrávka. A záběry, které ukazují manželku tehdejšího šéfa společnosti OceanGate, který se spolu s dalšími čtyřmi pasažéry vydal před dvěma lety prozkoumat vrak...

23. května 2025  12:27

Před 100 lety se narodil významný český divadelní režisér Jan Grossman

Jan Grossman byl vynikající divadelní režisér a zároveň jedna z nejvýznamnějších osobností českého divadla dvacátého století. Narodil se před 100 lety, 23. května 1925 v Praze. Zemřel v roce 1993.

23. května 2025

Upgrade za každou cenu? Proč občas říct ne nejnovějším technologiím

Nové generace elektroniky lákají na vylepšené parametry. Telefon slibuje citelně lepší snímky, notebook svižnější odezvu a sluchátka modernější vzhled. Pro běžného uživatele však vyvstává zásadní...

23. května 2025

Apple připravuje velké představení novinek. Co můžeme čekat?

Na pondělí 9. června si společnost Apple připravila zahájení své největší konference WWDC, kde pravidelně představuje novinky. Vedle pravidelné dávky vylepšení a nových funkcí pro všechny své...

23. května 2025

Voní i tisíce let po smrti. Vědci zkoumají „vůni“ egyptských mumií

Studie provedená University College London (UCL) a Lublaňskou univerzitou představuje první systematickou analýzu pachů mumií, která kombinuje pokročilou chemickou analýzu s osobním senzorickým...

22. května 2025  16:47

Diktátor Pol Pot byl krvavý přízrak Kambodže, který zrušil čas i peníze

Před 100 lety se narodil kambodžský diktátor Pol Pot, jeden z největších masových vrahů lidské historie.

22. května 2025

Nejkrásnější notebook na trhu má unikání kameru. Není vidět a nepřekáží

U chytrých telefonů to není úplně výjimečné, ale v notebooku je kamera schovaná za displejem úplně poprvé. Díky kombinaci hardwarových a softwarových opatření tak displej může vyplňovat 98 procent...

22. května 2025

Ponorka do hloubky, která na Zemi není, připomíná bednu. Na dno pěti oceánů

Relativně nedávno vzbudila zájem široké veřejnosti tragédie ponorky Titan, která i s posádkou v červnu 2023 implodovala cestou k vraku Titaniku. Jedním z podmořských badatelů, který se k této nehodě...

22. května 2025

Na chvíli jsme vyzkoušeli horkou novinku od Googlu. Co dovedou jeho brýle?

Exkluzivně

Mountain View (Od zpravodaje iDNES.cz) Jedním z největších taháků konference Google I/O jsou zbrusu nové brýle ovládané operačním systémem Android XR. My jsme měli možnost je jako jedni z prvních na světě vyzkoušet.

21. května 2025  12:42

Nejen Muskův Neuralink. „Číst myšlenky“ už lze i bez elektrod v mozku

Premium

BMI (brain machine interface) či BCI (brain computer interface) zprostředkovávají komunikaci mezi mozkem a počítačem, který pak může vysílat povely do dalších elektronických zařízení – třeba do...

21. května 2025

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

JAS-39 Gripen oslavil 20 let v Česku. Základnu čeká přestavba na F-35

Dvacet let s letouny JAS-39 Gripen a čtvrt století letounu L-159 Alca připomněl Den otevřených dveří 21. základny taktického letectva Čáslav. Jak uvedl velitel základny Jaroslav Tomaňa, vzhledem k...

21. května 2025

Google ukázal chytré brýle a nechá vás virtuálně vyzkoušet oblečení

Večer nabitý novinkami, to byla letošní úvodní přednáška konference Google I/O, na níž firma firma představila své pokroky na poli AI a její integrace do různých systémů. Od nových AI modelů přes...

20. května 2025  22:45
Nastavte si velikost písma, podle vašich preferencí.