Spiroplazmy v rostlinném hostiteli. Kredit. volně dostupné / Wikimedia Commons.

V roce 2010 se objevil první syntetický organismus. V americkém institutu J. Craig Venter Institute (JCVI) vyrobili mikroorganismus Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0, založený na syntetickém chromozomu. Už tehdy to samozřejmě byla mediální zkratka a tak trochu matení veřejnosti, protože lidé si obvykle pod pojmem „syntetický organismus“ představují něco podstatně jiného.

Makoto Miyata. Kredit: Osaka Metropolitan University.

Jde o to, že v laboratoři sice vyrobili syntetický bakteriální chromozom, ale nikoliv tak, že by ho celý vymysleli, ale v naprosté většině ho opsali od „přírodních“ organismů a mírně ho upravili. Poté tento chromozom vložili do přírodní buňky mykoplazmy, ze které vykuchali původní chromozom. Nejde tedy o „syntetický organismus,“ ale spíše o důslednější genetickou manipulaci.

Nicméně, i tohle je velmi zajímavé a každé začátky jsou těžké. Syntetičtí biologové od té doby pokračují ve vývoji této technologie upravených bakterií. Jedním z hlavních směrů výzkumu je zjednodušování bakteriálního genomu, aby vytvořili co nejmenší, ale přitom stále fungující genom. Určitou vadou na kráse přitom je, že v rámci tohoto výzkumu zjednodušují mykoplazmy a jejich příbuzné. Jsou to sice maličké bakterie bez buněčné stěny s maličkým genomem, ale má to významný důvod.

„Syntetický“ organismus plave! Kredit: Makoto Miyata, Osaka Metropolitan University.

Jde o původně „normální“ bakterie, které se v průběhu historie zjednodušily díky velmi specializovanému životnímu stylu. Jsou to buď paraziti nebo endosymbionti a část svého metabolismu nechávají na hostiteli. Rozhodně nejde o typické „samostatné“ bakterie.

Japonský tým Osaka Metropolitan University nedávno dosáhl významného úspěchu na poli „syntetických“ nebo raději „upravených“ minimálních bakterií. Vytvořili novou verzi takové bakterie, kterou dostala do vínku novou významnou vlastnost – schopnost pohybu. Dosavadní upravené minimální bakterie mají typicky kulovitý tvar a nejsou schopné samostatného pohybu.

Nový organismus, který označují jako syn3, vyrobili tak, že do minimální mykoplazmy vložili 7 genů, které jsou odvozené od genů spiroplazmy, což jsou rovněž malé bakterie bez buněčné stěny ze skupiny Mollicutes, blízce příbuzné mykoplazmám. Spiroplazmy mají zvláštní šroubovicovitý tvar těla, díky němuž se pohybují. Po vložení nových genů se změnil tvar těla minimální bakterie. Organismus syn3 má stejný tvar těla jako spiroplazmy a pohybuje se stejným způsobem.

Jak uvádí vedoucí výzkumu Makoto Miyata, jejich organismus syn3 může být považován za „nejmenší pohyblivou životní formu“, která je schopná samostatného pohybu. Je přesvědčen, že jejich výzkum přispěje k pochopení evoluce pohyblivosti buněk. Zároveň by mohl vést k rozvoji mikrobotů podobných buňkám a proteinových motorů.

Video: Smallest mobile lifeform created

Literatura

New Atlas 4. 12. 2022.

Science Advances online 30. 11. 2022.