Angad Mehta s chimérami. Kredit: Fred Zwicky / University of Illinois.

Na počátku evoluce eukaryot byla endosymbióza. Energeticky bídné buňky, nejspíš dávná archea, uzavřely věčnou smlouvu s bakteriemi. Z původně volně žijících mikrobů se staly efektivní buněčné továrny na energii a tahle koalice dobyla svět. Přinejmenším dvakrát. Nejprve jako eukaryota a podruhé jako eukaryotní fotosyntetická linie, která důkladně osedlala energii Slunce.

Chloroplast nezapře sinici. Kredit: Kelvinsong / Wikimedia Commons.

V podstatě tušíme, jak endosymbióza probíhala. Nicméně, jak eukaryota, tak i jejich fotosyntetické linie vznikly až na výjimky velice dávno, před miliardami let. O fosilních nálezech z té doby raději ani nemluvě – skoro žádné nejsou a kolem těch pár se obvykle točí dohady, jestli to vůbec bylo živé. Za takových okolností je velmi obtížné získat detailní představu o tehdejší endosymbióze. Každopádně, nějaké možnosti k výzkumu máme k dispozici, pokud mají vědci dostatečně hravou náturu.

Rozhodně ji má Angad Mehta z americké University of Illinois Urbana-Champaign, který se svým týmem řeší vznik fotosyntetických eukaryot experimentálním přístupem. Prostě a jednoduše, vzali kvasinky a sinice a zopakovali na nich počátek evoluce fotosyntetické eukaryotní linie.

Logo. Kredit: University of Illinois.

Vytvořili chiméry z populárních kvasinek Saccharomyces cerevisiae, tedy nefotosyntetických eukaryot z linie hub, a geneticky upravených sinic kmene Synechococcus elongatus PCC 7942. Fungovalo to podle všeho skvěle. Sinice hrály roli plastidů a podporovaly růst kvasinek. Chiméry úspěšně přežívaly a za optimálních podmínek pro fotosyntézu se dokonce množily pučením, tedy po kvasinkovsku. Podle Mehty jim chiméry udělaly nejméně 15–20 generací.

Fotosyntetické chiméry se teď mohou stát oblíbeným objektem dalšího výzkumu. Nabízí se genetické a metabolické manipulace, analytické studie, detailní zobrazovaní jejich struktury a projevů, plus samozřejmě rozmanité počítačové modelování. Mehta je přesvědčen, že jejich chiméry přispějí k pochopení podivuhodné evoluční transformace při vzniku eukaryot.

Video: Where Did Eukaryotic Cells Come From? - A Journey Into Endosymbiotic Theory

Literatura

Illinois News Bureau 2. 5. 2022.

Nature Communications 13: 2254.