Sepiola kropenatá, svítící minihlavonožec. Kredit: EurekaAlert.

Uvnitř našeho viditelného světa živé přírody existuje ještě jeden, větší, který ten náš prostupuje skrznaskrz a dosahuje ještě daleko za něj.

Zvětšit obrázek

Trnouš japonský, ryba se světelným lapačem. Kredit: Webshots.

Není ani trochu nadsázkou, že veškerý viditelný život je  jenom takové pozlátko na tajuplném a divokém světě bakterií. Mnohobuněčná éra je jenom kratší epizoda v historii planety, která je bezpochyby planetou bakterií.

Bakterie a samozřejmě také archebakterie si řeší především svoje záležitosti. Kromě toho velice často soužijí s ostatními organismy, ať už v dobrém nebo ve zlém. Je to naprosto běžná záležitost a přesto zatím víme jenom velmi málo o tom, jak tyto vztahy vznikají a jak funguje osídlování nových hostitelů na molekulární úrovni.

Mark J. Mandel z University of Wisconsin v Madisonu nedávno vedl výzkum, který sledoval symbiózy zajímavé gramnegativní bakterie z vývojové linie gama proteobakterií jménem Vibrio fischeri, jinak také méně brutálního příbuzného nám velice dobře známého původce cholery. Tento zručný bičíkovec poskytuje svým hostitelům pozoruhodnou službu, totiž chemické světlo, bioluminiscenci, vznikající oxidací pigmentu luciferinu a působením enzymu luciferázy.

V severním Pacifiku žije tohle svítící vibrio mimo jiné ve dvou značně odlišných hostitelích. Jedním z nich je maličká sepiola kropenatá (Euprymna scolopes, Hawaiian bobtail squid), která hostí vibria v rafinovaném maskovacím zařízení.

Vibrio fischeri se svým chemickým světlem. Kredit: Flickr.

Sepioly jsou subtilní noční lovci, kteří se riskantně prohánějí poblíž hladiny oceánu. Jejich světelný orgán vytváří iluzi měsíčního svitu a tím je maskuje před většími lovci z hlubin. Druhým hostitelem je někdo úplně jiný, trnouš japonský (Monocentris japonica, Japanese pinecone fish), což je ryba z řádu pilonošů (Beryciformes).

 

Mnohem nebezpečnější příbuzný Vibrio choleare. Kredit: Carol Mak.

Trnouš má vibria ve světelném orgánu ve své čelisti a tímto světlem si svítí při nočním prohledávání temných koutů útesů. Zároveň si světélkováním láká přímo do pusy mořský zooplankton.

Jak je ale možné, že jedna a ta samá bakterie žije ve dvou tak rozdílných zvířatech? Mandel se svými kolegy přečetl genomy obou kmenů vibrií a překvapivě zjistil, že jsou neuvěřitelně podobné. Přestože vibria ze sepiol dělí od soukmenovců z trnoušů milióny let evoluce, jejich genomy zůstaly zakonzervované prakticky v původní podobě. Jeden významný rozdíl se ale nakonec přece jen našel. Kmen ze sepiol vlastní gen pro kinázu RscS, který reguluje skupinu dalších genů vytvářejících biofilm, díky němuž vibria kolonizují světelné orgány svých hostitelů.

Podle autorů vibria nejprve obsadila čelisti trnoušů. Pak do linie vibrií vstoupil nový regulační gen a díky němu se vibria mohla vypravit do sepiol, které se objevily v Pacifiku nejméně před 30 milióny let. Pozoruhodné je, že ke vstupu do zcela jiného symbionta stačil jeden jediný regulační gen.

Vibrio fischeri jako vděčná bakterie pro umělecké hrátky na petriskách. Kredit: Flickr.

Mimo jiné to mění i pohled na patogenicitu zlých bakterií. Až doposud převládal názor, že k tomu, aby se bakterie stala zločincem, musí získat celý soubor potřebných genů. To ale podle všeho není ani zdaleka nutné. Stačí jeden šikovný regulační gen, který novým způsobem zapojí už dávno přítomné geny a z bakterie se mrknutím oka může stát čilý symbiont nebo taky vražedný přízrak. Lékařští mikrobiologové mají jistě velkou radost.ˇ

Prameny:
Science Daily 2. 2. 2009, Nature online 1. 2. 2009, Wikipedia