Vědecký tým z Ostravské univerzity, Biologického centra Akademie věd ČR a dalších evropských a amerických institucí odhalil zásadní změnu v energetickém metabolismu parazita Vickermania ingenoplastis, který je v laboratoři chován již od roku 1971..

Tato změna spočívá ve ztrátě schopnosti mitochondrií vyrábět energii tradičním způsobem, což představuje unikátní adaptaci na umělé laboratorní podmínky.​

Přirozené versus laboratorní prostředí

Vědci porovnávali dva příbuzné druhy parazitických bičíkovců rodu Vickermania. Zatímco Vickermania spadyakhi byl izolován z mouchy bzučivky žijící v severním Rusku, Vickermania ingenoplastis je dlouhodobě udržován v laboratorních podmínkách.

Tato dlouhodobá kultivace vedla k výrazným změnám v jeho buněčném metabolismu, zejména ve fungování mitochondrií.​.

Mitochondrie: buněčné elektrárny s obráceným chodem

Buňka více než 50 let starého kultivaru ztratila schopnost vyrábět energii tradičním způsobem. Mitochondrie, tedy pomyslné buněčné elektrárny, tak u ní fungují opačně, než je běžné. Dle všeho se u tohoto bičíkovce vyvinul neobvyklý způsob přežití jako reakce na život v umělých podmínkách.

„Něco takového jsme u složitějších organismů ještě nikdy neviděli,“ vysvětluje profesor Vjačeslav Jurčenko z Ostravské univerzity.

U mikroskopického parazita, který prošel více než padesátiletým chovem v laboratoři, vědci nenašli části enzymů, jež jsou klíčové pro běžné fungování buněk. Zjistili, že podobně jako téměř všechny buňky využívá mitochondriální enzym ATP syntázu, ale u tohoto parazita pracuje obráceně – energii nevyrábí, ale naopak spotřebovává, aby udržel buňku při životě.

A další evoluce: Zatímco parazit izolovaný z přírody má stovky kroužků DNA, které nesou instrukce pro úpravu RNA, laboratorně kultivovaný parazit si jich uchoval jen zlomek. „Rychle poztrácel spoustu své genetické informace, jako kdybychom z knížky vytrhali celé kapitoly a pak se snažili pochopit její obsah.

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.

Význam pro výzkum a medicínu

Objev obráceného chodu mitochondrií u V. ingenoplastis má širší dopady na pochopení buněčné adaptace na změny prostředí. Studium těchto mechanismů může přispět k lepšímu porozumění, jak buňky reagují na léčbu, stresové faktory nebo klimatické změny.

Získané poznatky mohou být využity i v medicíně, například při vývoji nových terapeutických strategií proti parazitickým onemocněním.​.

Autor: Jiří Lukša​