Sciencemag.cz
Doporučujeme
Lidský mozek má řádově 100 miliard neuronů, které vytvářejí 100 bilionů propojení. Pochopení toho, jak tyto obvody přesně fungují a jak souvisejí s naším chováním, není zrovna triviální. Jako jednodušší a modelový organismus by mohla proto vědcům posloužit malá (1 cm v dospělosti) medúza Clytia hemisphaerica.
Na Caltechu nyní vytvořili nový nástroj pro úpravu genomu, který je speciálně navržen pro tyto medúzy. Umožní, že jednotlivé neurony se pak při aktivaci rozsvítí fluorescencí, takže „sledování mysli medúz“ by mohlo být velmi snadné, bez nutnosti nějakých zobrazovacích technik typu magnetické rezonance. Medúza je průhledná, takže půjde hned poznat, jaká neurální aktivita odpovídá jejímu chování, a to ve zcela přirozeném prostředí, kde se živočich krmí, plave, vyhýbá se predátorům atd.
Medúza v roli modelového organismu představuje extrém, alespoň v rámci mnohobuněčných živočichů. Modelové organismy používané pro laboratorní výzkumy – červi, octomilky, myši – jsou si navzájem (i s člověkem) mnohem příbuznější než s medúzou. Medúzy coby žahavci nespadají do skupiny bilaterálně souměrných živočichů. Jejích studiem tak snad můžeme zjistit, co mají společného nervového systémy zřejmě všech mnohobuněčných živočichů (houbovci žádnou nervovou soustavu nemají) a jak vypadaly počátky evoluce nervové soustavy. Clytia hemisphaerica znamená jen prvotní nápad, i řada dalších medúz je průhledných a tak malých, aby se daly pozorovat pod mikroskopem, tedy „najednou“.
Medúzy nemají mozek, jejich nervová soustava je rozptýlená, různé části těla mohou fungovat autonomně. Chirurgicky odstraněná ústa mohou například pokračovat v konzumaci (poznámka PH: autonomie chapadel ovšem funguje třeba i u hlavonožců, kteří naopak mají centralizovaný mozek). Toto uspořádání je, když nic jiného, evolučně úspěšné, medúzy přetrvávají bez větších změn již stovky milionů let (možná se dají identifikovat již v prekambriu ve fauně ediakara).
Autoři studie již sledovali, aktivita jakých neuronů odpovídá tomu, když medúza uloví miniaturní krevetu. Ukázalo se, že neurony na velké ploše spolu svou aktivitu koordinují, takže představa o nezávisle fungujících „kusech“ nervové soustavy skutečnosti tak docela neodpovídá. Když medúza zachytí chapadlem krevetu, ohne chapadlo k ústům a pak ji pozře, projeví se to jako proud blikání v příslušném výseku těla (medúza je radiálně symetrická). Tato úroveň nervové organizace je přitom při pohledu na anatomii medúzy zcela neviditelná, a to i pod mikroskopem, sledovat lze pouze při zviditelnění právě aktivních neuronů. Vědci chtějí dále zkoumat, jak se koordinují chapadla, ústa i zvon medúzy a jakou má tento systém modularitu.
Upravené, „svítící“ medúzy lze snadno chovat a rozmnožovat ve slané vodě v laboratoři a rozesílat mezi jednotlivými pracovišti.
Brandon Weissbourd et al, A genetically tractable jellyfish model for systems and evolutionary neuroscience, Cell (2021). DOI: 10.1016/j.cell.2021.10.021
Zdroj: California Institute of Technology / Phys.org a další
Poznámka PH: Nakonec hrátky se světélkováním patřily vůbec k prvním zásahům do genomu (svítící rybičky-zebřičky, svítící králík…).
