Čeští vědci v časopisu Nature
Genomy řas odhalují jejich evoluční mozaikovitost a osud nukleomorfu. Závěry výzkumu, který se na tuto problematiku zaměřil, nyní uveřejnil prestižní vědecký časopis Nature. V mezinárodním týmu vedeném prof. Johnem Archibaldem z Dalhousie University v kanadském Halifaxu pracovali i tři výzkumníci z České republiky – Mgr. Marek Eliáš, Ph.D., z Přírodovědecké fakulty Ostravské univerzity a doc. Ing. Miroslav Oborník, Ph.D., a Mgr. Luděk Kořený, Ph.D., z Parazitologického ústavu Biologického centra AV ČR a Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích.
Abstrakt publikované práce
Řasy ze skupin Chlorarachniophyta (Rhizaria) a Cryptophyta představují jakousi přechodnou
formu v rámci řas, které prošly sekundární endosymbiózou. To je komplexní proces získání
plastidu prostřednictvím pohlcení eukaryotické řasy, která se postupně přemění v sekundární
plastid obalený více než dvěma membránami. Na rozdíl od ostatních řas se sekundárním plastidem,
jako jsou například rozsivky, krásnoočka či obrněnky, si obě zmíněné skupiny ponechaly
miniaturizovaný pozůstatek jádra pohlcené endosymbiotické řasy – tzv. nukleomorf. S cílem
zjistit, proč si vlastně ponechaly nukleomorf, byly mezinárodním týmem vedeným Johnem Archibaldem
z Dalhousie University v Halifaxu v Kanadě osekvenovány a analyzovány genomy
modelových řas
Guillardia theta (Cryptophyta) a
Bigelowiella natans (Chlorarachniophyta). Oba tyto genomy obsahují něco přes 21 000 proteiny
kódujících genů, které jsou velmi bohaté na přítomnost intronů.
Ukázalo se, že
B. natans používá v masivním měřítku alternativní sestřih transkriptů (splicing),
mechanismus dosud nenalezený u jednobuněčných organismů. Fylogenomická analýza doplněná o predikce
lokalizace enzymů odhalila intenzivní genetickou a metabolickou mozaikovitost, zahrnující geny a
proteiny endosymbionta i exosymbionta. Zatímco se zdá, že endosymbiotický genový transfer
z plastidu byl již v evoluci zastaven, přenos z mitochondrie do jádra exosymbionta
patrně stále probíhá. Pozornost byla také věnována tzv. periplastidovému prostoru (PPC) –
metabolicky stále aktivnímu pozůstatku cytoplasmy pohlcené endosymbiotické řasy. Řada metabolických
procesů je lokalizována v tomto mini-cytosolu, který je umístěn mezi dvěma vnějšími a dvěma
vnitřními membránami komplexního plastidu. Autoři článku také vyslovili hypotézu, že nukleomorf
zůstal v těchto řasách zachován díky přítomnosti jediného plastidu na buňku. Předpokládá se
totiž, že endosymbiotický genový transfer je obecně umožněn rozpadem některého z mnoha
plastidů a uvolněním jeho RNA a DNA do buňky. Je-li ale přítomen pouze jeden plastid, lýze této
organely by byla pro řasu fatální a další genový přenos tak již není možný.
Bigelowiella natans
Guilardia theta
Kontakt: doc. Ing. Miroslav Oborník, Ph.D., Parazitologický ústav Biologického centra AV ČR, tel.: 387 775 428, e-mail: obornik@paru.cas.cz
Připravily: Parazitologický ústav AV ČR a Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR
28 Nov 2012
