Vědecký tým z Ostravské univerzity a Biologického centra AV ČR přišel s objevem, kdy jednobuněčný parazit přestal vyrábět energii a místo toho ji spotřebovává, aby přežil. Jde o bičíkovce rodu Vickermania, jehož zástupci žijí v těle much. Jeden druh vědci sbírali v přírodě v severním Rusku, druhý pěstovali v laboratoři déle než padesát let. Právě zde se ukázalo, jak silně prostředí formuje i ten nejmenší život.
V divočině objevený Vickermania spadyakhi si zachoval genetickou výbavu plnou složitosti a variability. Má stovky DNA kroužků obsahujících gRNA, které slouží jako kuchařka pro úpravu RNA. Naproti tomu jeho laboratorní příbuzný, Vickermania ingenoplastis, tuhle kuchařku prakticky poztrácel. Vědcům připomíná knihu, ze které někdo vytrhal polovinu kapitol, a pak se snažil pochopit její obsah.
Překvapivé je, že i s takto „zmrzačeným“ genomem dokáže tento mikroorganismus přežít – jen trochu jinak, než jsme zvyklí. „Takto výrazná ztráta genetické složitosti během laboratorního vývoje je z evolučního hlediska naprosto fascinující,“ říká profesor Julius Lukeš z Biologického centra AV ČR v Českých Budějovicích.
Funguje úplně opačně
Zásadní překvapení přinesl pohled na mitochondrie – tedy jakési „buněčné elektrárny“. U většiny organismů slouží ke „generování“ energie, konkrétně enzymu ATP syntázy. Jenže u kultivovaného parazita to funguje úplně opačně: místo aby energii vyráběl, musí ji čerpat z okolí, aby se buňka vůbec udržela naživu. Něco podobného nebylo dosud pozorováno u žádného jiného složitějšího organismu.
Imunofluorescenční snímek Vickermania ingenoplastis ukazující jádro (větší) a menší jasnější kinetoplast (typickou organelu kinetoplastidů), oba obarvené modře
Ztráta klíčových enzymů a mutace v respiračním řetězci naznačují, že tento parazit v laboratorních podmínkách přišel o schopnost fungovat běžným způsobem. Zatímco jeho přírodní kolega má plně funkční „energetické vedení“, laboratorní druh jede v nouzovém režimu. Ačkoli by se mohlo zdát, že jde o degeneraci, vědci to vnímají jako příklad extrémní adaptace – zcela nový způsob, jak přežít v prostředí, kde se život točí kolem Petriho misek a nehostinných inkubátorů.
Význam tohoto objevu jde daleko za hranice světa mikrobiologie. Ukazuje, jak flexibilní může být život, když je vystaven neobvyklým podmínkám. Poznatky se mohou hodit při studiu rakovinných buněk, které také často mění své metabolické chování, nebo při zkoumání, jak se organismy adaptují na extrémní prostředí – včetně důsledků klimatických změn.
Za výzkumem stojí i evropský projekt LERCO a česká Grantová agentura. Je to učebnicový příklad toho, proč má smysl financovat základní výzkum, který možná nepřináší okamžitou aplikaci, ale zato dokáže přepsat to, co jsme si mysleli, že víme o životě. Z Ostravy tak přichází důkaz, že i mikroskopický svět může pomoci zodpovědět důležité otázky týkající se biologie a evoluce.