(c) Graphicstock

Adaptace na život bez kyslíku – pomocí symbiontů

Jak se stalo, že někteří nálevníci ztratili geny pro aerobní metabolismus?

Nový pohled na evoluci anaerobiózy, tedy života bez kyslíku, přináší článek, který nedávno vyšel v prestižním časopisu Current Biology. Kolektiv autorů, v čele s doktorskou studentkou RNDr. Johanou Rotterovou a jejím školitelem prof. Ivanem Čepičkou z Katedry zoologie PřF UK, pochází z několika tuzemských a zahraničních institucí.

Většina života na Zemi je závislá na kyslíku, který potřebuje k produkci energie. Mnozí eukaryoti se však vyskytují v prostředí chudém na kyslík či bez kyslíku, jako jsou různé anoxické sedimenty, zažívací trakty živočichů, hluboký oceán, či tzv. anoxické zóny v mořích, kterých v posledních desetiletích na planetě přibývá a poněkud neprávem se nazývají mrtvými.
O tom, jak a proč tyto organismy, povětšinou mikroskopické, přešly k anaerobnímu způsobu života, ovšem víme jen velmi málo. Jejich mitochondrie se na anoxii často adaptovaly redukcí a modifikací energetického metabolismu, některé z nich produkují vodík a některé organismy mitochondrie dokonce úplně ztratily.
Autoři publikace postulují mechanismus, kde v přechodu na obligátní anaerobiózu u nálevníků, jednobuněčných eukaryot, hráli roli jejich prokaryotičtí symbionti. Tito prokaryoti (bakterie a archaea) pomáhají svým hostitelům zefektivnit jejich energetický metabolismus pomocí odvádění metabolitů produkovaných jejich mitochondriemi, jako jsou například vodík a kyselina octová. V prostředí chudém na kyslík je tato výhoda významná, jelikož anaerobní metabolismus je většinou méně výhodný než aerobní dýchání a každá molekula zde přijde z hlediska energetického výtěžku “draho”.
Aerobní nálevníci jsou známí svými dočasnými výlety do anaerobních sedimentů, kde unikají aerobním predátorům a mohou se krmit anaerobními prokaryoty. Nálevníci se symbionty tedy díky efektivnějšímu metabolismu měli motivaci v anoxickém prostředí setrvat déle a postupem času ztratili geny pro aerobní metabolismus, což ve svém důsledku znemožnilo jejich návrat do aerobního prostředí.
Rotterová et al. v této publikaci zároveň popsali dvě nové třídy obligátně anaerobních nálevníků, Muranotrichea a Parablepharismea, kteří hostí dokonce několik typů prokaryotických symbiontů, a to i v jedné buňce. Patří mezi ně deltaproteobakterie redukující sírany, ale také archaea produkující metan, žijící na povrchu buněk nálevníka rodu Parablepharisma, což je zároveň první důkaz ektosymbiotických metanogenních archaeí u volně žijících organismů.
Autoři dále analyzovali redukované mitochondrie u obligátních anaerobů z nově objevených tříd a také zástupců třídy Armophorea a predikovali metabolické dráhy pro jejich energetický metabolismus.

Rotterová, Johana; Salomaki, Eric; Pánek, Tomáš; Bourland, William; Žihala, David; Táborský, Petr; Edgcomb, Virginia P; Beinart, Roxanne A; Kolísko, Martin; Čepička, Ivan, Genomics of New Ciliate Lineages Provides Insight into the Evolution of Obligate Anaerobiosis, Current biology : CB, ISSN: 1879-0445, Vol: 30, Issue: 11, 2020, DOI10.1016/j.cub.2020.03.064

tisková zpráva Přírodovědecké fakulty UK

Překladač z Matfyzu dohání v kvalitě běžné překladatele

Automatický překladač sice nepatrně pokulhával za lidskými překladateli v hodnocení plynulosti, byl ale v průměru …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close