Domů     Medicína
Nezdolná bakterie „Conan“ je nadějí astrobiologie
Veronika Tyrková 26.2.2025

Zdánlivá jednoduchost primitivní výbavy bakterií klame. Jak jinak se dá vysvětlit, že dokážou přežít dlouhodobé sucho, velmi vysoké, ale i nízké teploty nebo třeba útok antibiotik. A některé nezničí dokonce ani ionizační záření. Rekordmanem v tom je bakterie s přezdívkou Conan.  .

V experimentálním oddělení Oregonského zemědělského institutu žádné převratné objevy neočekávali. Jejich úkol byl stejně praktický jako nudný: Měli hledat nové možnosti, jak zabránit kažení hovězích konzerv.

A protože to to bylo v 50. letech minulého století a velkým tématem byly pokusy s radiací, ozařovali konzervy gama paprsky. Pak je kontrolovali, jestli se v nich přece jen nějaké známky kažení neobjeví.

Bylo to jen pro jistotu, dobře věděli, že ozáření všechny stopy života v mase spolehlivě likvidují. Jenže neočekávané nastalo. U jednoho vzorku se k jejich překvapení rozbíhal rozklad masa. Že by nějaká technická chyba, uvažovali.

Nevypadalo to tak. Pod mikroskopem se to sice hemžilo bakteriemi, jenže všechny byly toho samého druhu, nešlo tedy o chybný postup při experimentu. Banální potravinářský výzkum tak narazil na bakterii, které nevadí radiace.

Po jistém tápání, kam ji zařadit, genetické zkoumání ukázalo, že patří mezi deinokoky, skupinu nesmírně odolných bakterií. A tato nad nimi ještě vysoce vyčnívala, takže dostala název Deinococcus radiodurans čili deinokok odolný vůči radiaci.

Vydobyla si dokonce přezdívku „Bakterie Conan“ podle Barbara Conana, komiksového hrdiny fantasy povídek Roberta E. Howarda.

Přežije i ve vesmíru

Vědu mimořádné vlastnosti tohoto deinokoka nadchly, a tak se experimentovalo a hledaly se hranice jeho schopnosti zvládat extrémní podmínky. Ukázalo se, že jsou pozoruhodně široké. Deinococcus radiodurans přežije dávky ionizovaného záření v řádech desetitisíců grayů, zatímco pro člověka jsou smrtelné už jednotky.

Deinokok ale zvládá i jiné extrémy. Přežívá při teplotách hluboko pod bodem mrazu, za dlouhodobého sucha, v koncentrované kyselině, a dokonce i ve vakuu. Po pokusech, co všechno tento deinokok vydrží, nastalo hledání příčiny jeho nezdolnosti.

Napomohl tomu vývoj moderních molekulárně biologických metod. A tak se někdy na přelomu století začalo rýsovat značně překvapivé vysvětlení. Zatímco všichni čekali nějaký dosud neznámý štít chránící DNA před rozlámáním na kousky, když do buňky pronikne radiace, Michael Daly, radiační biolog z vojenské univerzity v americké Bethesdě, si uvědomil, že půjde spíš o mangan.

Uvažoval prostě. Jestliže se ví, že záření poškozuje genom různých bakteriálních druhů ve stejné míře, tak musí superodolný deinokok využívat jiný záchranný systém pro své přežití.

Mocný mangan

To je tak: Při opravě rozlámané DNA buňkám pomáhají specializované proteiny. A Daly ze své předchozí práce už věděl, že proteiny opravných systémů deinokoku fungují mnohem efektivněji než v choulostivých bakteriích.

To si dal dohromady s již známým faktem, že odolnější bakterie mají pozoruhodně vysoké množství manganu v buňkách. Tuto stopu začal sledovat. Chtěl zjistit, k čemu vlastně buňky mangan využívají a v jaké formě.

Tak objevil chemický komplex, v němž buňka mangan vázala a pak používala jako nesmírně účinný antioxidant. Jeho chvíle nastávala po ozáření: To vytvořilo agresivní volné radikály, které napadaly opravné proteiny.

Bránily tak buňce škody odstranit. Manganový komplex začal tyto volné radikály okamžitě zneškodňovat, a tak dával buňce šanci se zachránit. Daly tak s překvapením zjistil, že záchranná strategie deinokoku je založena nikoliv na ochraně genomu, ale systému, který ho opravuje.

Účinná strategie

Deinokok přitom nespoléhá jen ta tuto jedinou spásu před zničením, ostatně ho neohrožuje jen radiace. Aby dokázal vzdorovat nepříznivým, ba extrémním podmínkám, pomáhá si hned několika triky. Tím prvním je jeho způsob života.

Deinokok je kulovitá bakterie, ale pod mikroskopem se jeví jako členitý balíček. Žije totiž ve čtveřicích, takže každá bakterie je vždy těsně spojená s třemi dalšími. Tím si vzájemně chrání část svého povrchu a nejsou kompletně celé vystavené prostředí.

Další pojistkou je genom přítomný v každé buňce hned v několika sadách, což usnadňuje jeho opravu. A když už k rozbití DNA dojde, má pro kompletaci úlomků dvoustupňový program, kterým dokáže opravit jednovláknovou i dvouvláknovou DNA. Nejprve spojuje malé fragmenty, pak podle nich sestavuje celou šroubovici.

Pracuje přitom nesmírně rychle, během 24 hodin, ale někdy i mnohem dříve, má opět funkční genom. Tuto schopnost deinokoku můžeme zatím jen obdivovat. Jednodušší by bylo okoukat a pokusit se napodobit manganový antioxidant.

Proto se další výzkum zaměřil na rozluštění jeho přesného složení. Loni se to podařilo. A ukázalo se, že si deinokok při přípravě ochranného antioxidantu navíc počíná nesmírně prakticky. Kromě manganu žádnou zvláštní surovinu nepotřebuje, využívá jen dva produkty vlastního metabolismu.

Autorka: Kateřina Pavelcová

Více se dočtete v čísle 4/2025.

Foto: xAI. (2025). Grok 2 [AI generátor obrázků].
Zdroje informací: nature.com, sciencedirect.com, pmc.ncbi.nlm.nih.gov
Související články
Usnout včas, spát celou noc, probudit se svěží – pro mnohé sen. Doslova. Ve světě, kde se večerní ticho mění v modré světlo displejů a hlava neumí přestat přemýšlet ani v jednu ráno, se kvalitní spánek stává luxusem. Jenže spánek není jen odpočinek. Je to chvíle, kdy se tělo opravuje, mozek uklízí, srdce zklidňuje, imunita […]
Historie Medicína 10.7.2025
Antropologové z Národního muzea ve spolupráci s Kriminalistickým ústavem Policie ČR, Ústavem soudního lékařství ÚVN, archiváři a knihovníky oznámili významný objev, a to, že identifikovali ostatky Jana Františka Löwa z Erlsfeldu (1648–1725), předního barokního lékaře, šlechtice a čtyřnásobného rektora Univerzity Karlovy. Tento úspěch přichází symbolicky právě v roce, kdy uplynulo 300 let od jeho úmrtí a zároveň 100 let od […]
Dlouhá léta bylo slepé střevo považováno za zbytečný evoluční přežitek – orgán, který je nám prakticky k ničemu, ale umí potrápit, když se zanítí. Nové vědecké poznatky však ukazují, že je zřejmě důležitější, než se zdálo. Proč ho potřebujeme? Slepé střevo vzniklo u člověka tím, že tenké střevo neústí do tlustého přímo na jeho počátku, […]
Žádná novinka to vlastně není, určité druhy hmyzu se k léčení používaly už ve starověku a tato zkušenost se leckde uchovala dodnes v lidové tradici. Jenže medicína si musela pár století počkat na vývoj metod schopných potvrdit nebo vyvrátit tradované účinky. Výsledky jsou zajímavé…   Stalo se za I. světové války: S americkými jednotkami se v roce 1917 […]
Mluví se o nich jako o svatém grálu. Lék Ozempic, primárně určený na léčbu diabetu 2. typu, a další podobného typu se ukázaly jako spása pro všechny lidi s nadváhou a obezitou. Prootže se po nich hubne. Ukazuje se, že chrání i před kardiovaskulárními onemocněními, a dokonce by si měly poradit i s Alzheimerovou nemocí. […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz