HEIDELBERG. Európski vedci vytvorili prvý ucelený obraz, ako by mala vyzerať minimálna verzia bunky čiže života. Ako základ im poslúžili poznatky o jednej z najmenších známych baktérií. V troch článkoch v časopise Science to oznámili tímy Anne-Claude Gavinovej z Európskeho laboratória molekulárnej biológie v Heidelbergu (EMBL, Nemecko, prvý autor Sebastian Kühner), Luisa Serranoa zo Strediska genómovej regulácie v Barcelone (Španielsko, prvá autorka Eva Yusová) a Peera Borka z EMBL (prvý autor Marc Güell).
Vedci skúmali baktériu Mycoplasma pneumoniae, ktorá u ľudí vyvoláva netypickú formu zápalu pľúc. Súčasne je to jeden z najmenších známych prokaryotických mikróbov, jednobunkových organizmov bez bunkového jadra. Niektoré veľmi malé mikróby tohto typu totiž žijú ako parazity a preto sa zbavili časti svojej pôvodnej vnútrobunkovej mašinérie a živiny im dodáva metabolizmus hostiteľa.
Najjednoduchší život
Spomenutí traja vedúci tímov vedú projekt so šiestimi pracovnými skupinami. Ich cieľom je zostaviť minimálny plán bunky schopnej života. Ako model si vybrali Mycoplasma pneumoniae. Aj pre jednoduchosť tejto baktérie.
Výskum rozbehli na troch úrovniach. Prvá sa týkala transkriptómu, všetkých molekúl RNA (kyselina ribonukleová) vzniknutých prepisom z DNA. Druhá metabolómu, všetkých reakcií v bunke v rámci metabolizmu. Tretia proteómu, všetkých v nej vyrobených bielkovín.
"Na všetkých troch úrovniach sme zistili, že Mycoplasma pneumoniae je zložitejšia, ako sme očakávali," povedal Luis Serrano. Pri metabolóme a proteóme totiž zistili, že mnohé molekuly majú viac funkcií. Napríklad tie isté metabolické enzýmy vystupovali ako katalyzátory v niekoľkých reakciách a jednotlivé bielkoviny ako stavebné zložky viacerých komplexov.
Baktéria viaže jednotlivé biologické procesy v priestore i čase dáva dokopy zložky bunkovej mašinérie, ktoré sa podieľajú na dvoch po sebe nasledujúcich krokoch. Prekvapila tiež skutočnosť, že transkriptómom silne pripomína eukaryotické bunky, väčšie bunky s jadrom, z akých sa skladajú všetky mnohobunkové organizmy vrátane ľudí.
Napríklad veľká časť prepisov z DNA Mycoplasma pneumoniae sa podobne ako v prípade eukaryotických buniek ďalej nevyužíva v rámci tzv. prekladu pri výrobe bielkovín. Inou zvláštnosťou je to, že hoci gény tvoria skupiny, neprepisujú sa vždy spoločne, ale ich aktivita je v rámci skupín výberovo zapínaná alebo vypínaná.
Prispôsobuje sa
Mycoplasma pneumoniae sa na rozdiel od väčších baktérií neusiluje množiť tak rýchlo, ako je to len možné. Hoci má veľmi malý genóm (súhrnná genetická informácia), neuveriteľne pružne prispôsobuje svoj metabolizmus prudkým zmenám v prostredí. Táto schopnosť prispôsobiť sa a predmetné regulačné mechanizmy jej umožňujú rýchlu evolúciu.
Kľúčom sú práve tieto vlastnosti, ktoré zdieľa s vyvinutejším organizmami. Bez nich nemôže existovať ani ten najjednoduchší organizmus a preto sa ich nedotkli milióny rokov ďalšej evolúcie. "Ide o holé základy života," povedala Anne-Claude Gavinová.
Hlavné zdroje: Science z 27. novembra 2009; Komuniké European Molecular Biology Laboratory z 26. novembra 2009. Pre TASR Zdeněk Urban
