Sciencemag.cz
Doporučujeme
Některá tolerují a jiná dokonce využívají kyslík.
Archea Asgard jsou podle všeho příbuzná eukaryotům. Právě z podobných organismů zřejmě vznikly nejstarší složitější buňky, ať už jakkoliv (takže vlastně, alespoň podle kladistiky a posledního společného předka, představují archea umělou skupiny – organismy Asgard mají blíže k eukaryotům než k jiným archea).
Objev rodu Asgard má teprve asi 10 let. Podílel se na něm tehdy i Thijs Ettema z Wageningen University, spoluautor i nových studií na toto témě.
Vědci nyní odebrali genetický materiál od více než 400 různých archeí rodu Asgard z čínského Pochajského (Bohai) moře a Kalifornského zálivu a analyzovali jejich genetickou informaci. Na základě samotných sekvencí DNA se podobnost s eukaryoty jevila jako omezená. Nyní se vědci ale zaměřili na proteiny a ukázalo se, že tam je tomu jinak (poznámka: což je vlastně zvláštní, když protein je určen sekvencí DNA).
„Každý protein se skládá do specifické trojrozměrné struktury; tento tvar určuje jeho funkci. Takové proteinové struktury se během evoluce mění mnohem pomaleji než sekvence DNA. Pomocí nástrojů umělé inteligence, jako je AlphaFold, vědci předpověděli 3D struktury více než 35 000 proteinů archeí rodu Asgard a porovnali je s proteiny nalezenými v eukaryotech,“ uvádí průvodní tisková zpráva.
Výsledek? Archaea rodu Asgard obsahují asi 1 300 proteinů, o nichž se dříve předpokládalo, že existují výlučně v eukaryotech. Jedná se o proteiny podílející se na procesech, jako je intracelulární transport a ukládání, a na tvorbě buněčných kompartmentů – charakteristických znaků komplexních buněk. Jelikož se tyto proteiny vyskytují v obou evolučních liniích, byly s největší pravděpodobností zděděny od jejich společného předka.
„To znamená, že náš mikrobiální předek disponoval rozsáhlejším „eukaryotickým“ arzenálem, než jsme dosud předpokládali,“ říká T. Ettema.
Tuto domněnku opatrně podporují i pozorování pod mikroskopem. Pěstování archeí rodu Asgard v laboratoři zůstává náročné; přirozeně obývají prostředí chudá na kyslík, rostou extrémně pomalu a někdy trvá týdny, než se jednou rozdělí. Nicméně výzkumníkům se i tak daří je stále častěji pěstovat v kontrolovaných podmínkách. Mikroskopické studie ukazují, že některé druhy vykazují neočekávané strukturální rysy, včetně výčnělků podobných chapadlům, které slouží k pohybu, stejně jako vnitřní vezikuly a membrány připomínající kompartmenty nacházející se v eukaryotických buňkách.
A zjistila se i další zajímavost. Až donedávna byla archea rodu Asgard nalézána pouze v prostředí bez kyslíku, jako jsou například hlubokomořské sedimenty. V nové studii však vědci identifikovali archea rodu Asgard žijící v prostředí bohatém na kyslík, jejichž DNA obsahuje geny podílející se na zpracování kyslíku. Pro nejstarší organismy na Zemi byl kyslík toxický. Některé mikroorganismy rodu Asgard se však přizpůsobily a mohou dokonce být schopny dýchat kyslík za účelem výroby energie. Zůstává však nejasné, zda tuto schopnost zdědily od společného předka (s eukaryoty), nebo ji získaly nezávisle během posledních cca dvou miliard let. Eukaryota využívají k výrobě energie z kyslíku jiný mechanismus: mitochondrie. (Poznámka: hodně zajímavá otázka; ale jako vstupní hypotéza se nabízí, že pokud by poslední společný předek kyslík nejen toleroval, ale i využíval, pak by nepotřeboval mitochondrie?)
Krátce poté, co Ettema a jeho kolegové před deseti lety objevili archea rodu Asgard, si již všimli podobností s eukaryoty. V té době však byly důkazy omezené. „Identifikovali jsme geny, které se do jisté míry podobaly genům složitějších forem života, ale tato podobnost nebyla nijak zvlášť přesvědčivá,“ říká Ettema. Panovala velká nejistota. Rychlý technologický pokrok v sekvenování DNA a predikci struktury proteinů pomocí umělé inteligence v uplynulém desetiletí nyní umožňuje mnohem komplexnější analýzy. Příbuznost eukaryot a tohoto rodu archea můžeme zřejmě brát jako fakt.
Stephan Köstlbacher et al, Prediction of eukaryotic cellular complexity in Asgard archaea using structural modelling, Nature Microbiology (2026). DOI: 10.1038/s41564-026-02273-y
Kathryn E. Appler et al, Oxygen metabolism in descendants of the archaeal-eukaryotic ancestor, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10128-z
Zdroj: Wageningen University / Phys.org, přeloženo, zkráceno
