Zvětšit obrázek

Elysia chlorotica je plž, který rostlině uzmul její funkční jaderné geny kódující chloroplastové proteiny i syntézu chlorofylu. (Kredit: Karen N. Pelletreau, et al., PLoS ONE 9(5): e97477

O zadožábrém plži Elysia chlorotica jsme již na Oslovi psali. Standa Mihulka o něm referoval nedlouho poté, co naši zelení aktivisté inspirovaní svými evropskými kolegy, se holedbali, jak se jim podařilo vyvolat paniku, ovlivnit legislativu a omezit pokusy s GM organismy. Asi proto tehdy svůj článek uvedl slovy: „K hrůze všech odpůrců genetických modifikací se ukázalo, že elýzie drze si provozují genetické modifikace vlastního genomu přímo v pobřežních vodách východních USA od Nového Skotska až po Floridu. Řasám druhu Vaucheria litorea z velké linie eukaryot zvané Chromalveolata, jimiž plž živí, totiž kradou nejen chloroplasty, ale i geny z chloroplastové DNA vaucherií. V tomto případě tedy predátor rozebírá symbionta kořisti, aby z něho udělal sluneční baterie s kompletním servisem. Elýzie už během historie nakradly tolik genů z chloroplastů vaucherie, že si už rozběhly vlastní výrobní linku na produkci klíčové fotosyntetické molekuly – chlorofylu A.“ 

Zvětšit obrázek

Sidney K. Pierce

Podobně kacířská slova na adresu ekoteroristů zazněla na konferenci Society for Integrative and Comparative Biology z úst  Sidney K. Pierce z University of South Florida. Byl ale problém, jak moc jim věřit. Na konferencích občas zazní i ne zcela dotažené výsledky pokusů. Příspěvky řečníků neprocházejí oponenturou. Jak tak slova plynou a voda teče, řada převratných formulací se později ukáže být přehnaná, nebo i mylná. Jiné to je, když se to musí hodit na papír a zaslat do recenzovaného časopisu. Proto Mihulkův článek končil zcela opodstatněnou poznámkou: „Pokud se neukáže, že jde jen o planý poplach, vyvolaný třeba nějakou kontaminací při experimentu“.

Dnes už k minulému článku můžeme napsat, že Pierce na konferenci nepřeháněl. Plží schopnosti ohledně zvládnuté fotosyntézy se potvrdily. Kolektiv Julie Schwartzové to doložil řadou metod (polymerázovou řetězovou reakcí, sekvenováním transkriptomu a molekulární hybridizační sondáží), čímž vyloučil, že by šlo o chybu vzniklou obávanou kontaminací vzorků. Přenos genů z řasy na plže je potvrzen a články o tom vyšly v časopisech jako jsou Molecular Biology and Evolution (s impakt faktorem 14.31) a nejnověji v Biology Bulletinu.
Ukázalo se, že si plž přisvojil více než sto chloroplastových genových sekvencí a  ještě více transkriptů ukazuje na znárodnění více než padesáti genů, které má řasa v jádru svých buněk. Genetici ve své hantýrce popsali, že symbiotické chloroplasty jsou translačně aktivní. V překladu do lidštiny to znamená, že se zapojily do do činnosti plže, jakoby byly součástí jeho těla. A ještě něco. Geny z řasy si plž inkorporoval do svého genomu. Jakoby se tak trochu vylepšil na rostlinu. Nepotvrdil se ale předpoklad, že by všechny geny měly již i larvy plže. To činí našeho „slimáka“ ještě zajímavějším. Více rostlinou, jakoby se stával až když se mu podaří nakrást potřebný genetický materiál, jeho juvenilní stadia jsou více „živočišná“, ale geny k řízení rostlinných chloroplastů jim již rodiče do vínku předali.

Zvětšit obrázek

Tam, kde na života běh nedohlíží nějaká vyšší mravní autorita, se zlodějna vyplácí. Elysia chlorotica proto není sám, kdo si řemeslo šmatáků osvojil, stejně zeleně vysmátý je i Elisia clarki. Nádherné zvětšeniny tohoto tvora pořídil Nicholas E. Curtis a jsou přístupné na PloS 6(7): e22162.

Neobvykle šikovný geno-zloděj se pro vymítače evoluce stane silnou kávou. Hlavně pro kreacionisty, kteří Bůh ví proč, rádi užívají formulku: „když už by se mělo o evoluci začít uvažovat, tak jen v rámci druhu.“ U našeho „eko-šneka“ se krásně ukazuje, jak evoluce pracuje s tím, co se nabízí a jak při tom platí, že náhoda je „blbec“ a dá vznik i takovému paradoxu, že plž se fyziologům jeví jako rostlina.

Pokud vás napadlo, že něco podobného se děje, když dostaneme chřipku, kdy lidský druh začne také šířit geny jiného organismu (viru), není tomu tak. V plžím případě nejde o nějakou hanebnost naordinovanou zlými viry, tedy parazitismus. U plže dokonce nejde ani o symbiózu dvou organismů, protože nejde o vzájemnou toleranci, či oboustranně výhodnou spolupráci organismů. Plž si totiž žádný organismus „neochočil“. To už je lepší o něm mluvit tak, jak píše tisk - že si plž okopíroval know-how řasy. Ve skutečnosti ale ani to není rozumné, protože o žádné kopírování tu nejde. Jde o přivlastnění si celých sad genů z cizího organismu. Z právnického hlediska by to byla krádež patentových vzorů celé výrobní linky a jejich využívání bez placení za licenci. Z jistého úhlu pohledu lze v plžovi vidět super-sprostého predátora s Machiavelliovými manýry, který svou oběť nejen žere, ale nestydí se ani přivlastnit si její vymyšlenosti a vydávat je za své. Někomu se ale tento darebák může jevit jako sofistikovaný recyklátor a šiřitel dobrých myšlenek (genů).
Evoluce nezná pojmy jako jsou spravedlnost, vděčnost, etika a prozřetelnost. To jen někomu náhoda přeje a pak se mu zdaří třeba i tak husarský kousek, jako našemu plžovi a vznikne fungující  „živočichorostlina“.  Přirovnání není tak daleko od pravdy, protože nejde o symbiózu, jak jsme jí byli zvyklí vnímat, kdy jeden organismus podstrojuje řasám, tedy jiným organismům a ti se za to svému hostiteli odvděčují.

Spustit video

GloFish smíte mít v akvariu jen se zvláštním povolením Ministerstva životního prostředí a výhradně ve speciálních zařízeních, jinak od Inspekce hrozí pěti milionová pokuta.

Praktiky našeho plže nejsou altruistické, spíše připomínají politiku asijských tygrů, jejichž rychlovlaky se až nápadně podobají francouzskému TGV, stíhačka Chengdu J-31 zase jakoby z oka vypadla americkému stroji F-22 Raptor,... Plž si také přivlastnil kusy cizí DNA s kódem na výrobu proteinů a využívá řetězce fyziologických drah, které jsou typické pro rostliny. Ať se nám to líbí nebo ne, v některých ohledech je to živočich, z pohledu využívání chlorofylu zase rostlina.

Příroda stvořila něco, co je víc, než kočkopes. Ten by byl dílem v rámci jedné říše (Animalia). Pro tento plží experiment se těžko hledá výraz. Pro přenos genů mezi druhy používáme termín „mezidruhový“, tady jde o mix mezi říšemi…  Tak trochu to připomíná horizontální přenos genů mezi člověkem, hmyzem i plovatkou bahenní, které mají na svědomí skákající elementy transpozony a o nichž jsme psali v článku nazvaném „ DNA si vyměňujeme i bez sexu, pošťákem je bodavý hmyz“. To ale šlo jen o kratičké sekvence DNA, tady je to něco jiného. 
 

V každém případě má malá zelená plží příšerka velké štěstí, že se svým genomem experimentuje mimo území Evropské Unie. Zdejší úřad by nejspíš měl snahu jí takový horizontální maxi-přenos geneticky determinovaných metabolických drah, legislativně zatrhnout. Co jiného s organismem, vysmívajícím se všem zásadám předběžné opatrnosti. Akvaristovi za chov zelené rybičky s jedním genem z medúzy hrozí od Ministerstva životního prostředí pěti milionová pokuta. Jak se úřední šiml asi zazubí na chovatele, který si do obýváku pořídí zelené plže schopné si  osvojit ne jeden gen, ale doslova kusy genomu, a ne z bližního svého, ale považte, z rostliny!          

Video: Elysia chlorotica. Do doby, než se poprvé nažere řasy, plž zelený není. Bhattacharya Lab

Video: Elysia chlorotica. S jídlem nejen roste chuť, ale i jeho zelené zabarvení. Geny k ovládání fotosyntézy má a tak je po dostatečném zezelenání schopen tři měsíce žít díky svým dobíjecím bateriím, které mu syntetizují sacharidy. Bhattacharya Lab.

Literatura:
Julie A. Schwartz, et.al.: FISH Labeling Reveals a Horizontally Transferred Algal (Vaucheria litorea) Nuclear Gene on a Sea Slug (Elysia chlorotica) Chromosome  Biol. Bull. 227: 300-312
Marine Biological Laboratory