Věda

Vědci vytvořili genetický manuál pro výzkum mořských prvoků

Vědci vytvořili genetický manuál pro výzkum mořských prvoků

113 vědců z 53 laboratoří ze 14 zemí světa se spojilo, aby vyvinuli genetické metody pro zkoumání mořských prvoků, a posunuli tak výzkum světových oceánů o další krok vpřed.

Českobudějovičtí parazitologové se zaměřili na skupinu prvoků z rodu diplonem

Rozsáhlou práci koordinovali molekulární biologové Drahomíra Faktorová a Julius Lukeš z Parazitologického ústavu Biologického centra AV ČR, společné výsledky byly publikovány v jednom z nejprestižnějších vědeckých časopisů Nature Methods. Dosud přehlíženým mikroskopickým organismům, kteří mají zásadní vliv na život na naší planetě, se tak nyní dostalo velké vědecké pozornosti.

Výzkum financovala především soukromá nadace amerického mecenáše Gordona Moora (Gordon and Betty Moore Foundation).

Diplonemy patří mezi druhově nejbohatší a nejpočetnější skupiny mořského mikrosvěta s desítkami tisíc druhů.

Poloviční plíce světa

Studie se zaměřila na různé druhy jednobuněčných eukaryot neboli prvoků. Ačkoli jsou tito mikroskopičtí obyvatelé moří často přehlíženi, představují klíčovou součást světového oceánu, bez nichž by život na naší planetě, tak jak jej známe, nemohl existovat.

„Mořský plankton produkuje polovinu kyslíku na Zemi, odstraňuje z atmosféry ohromné množství oxidu uhličitého a skleníkových plynů, rozhoduje o metabolismu oceánů a je významnou složkou potravního řetězce. Je až s podivem, jak málo jsme toho dosud o mikroskopickém planktonu věděli,“ říká Julius Lukeš, ředitel Parazitologického ústavu BC AV ČR, jehož laboratoře pracují na výzkumu biologické rozmanitosti mořských prvoků.

Vědci se dál budou snažit geneticky modifikovat 17 druhů prvoků, u nichž se to zatím nepodařilo.

Unikátní diplonema

Českobudějovičtí parazitologové se zaměřili na skupinu prvoků z rodu diplonem, protože jsou příbuzné se zde zkoumanými parazity. „Když jsem poprvé začala pracovat s Diplonemou papillatum v roce 2004, byla to okrajová, obskurní záležitost, byly popsány jen asi další tři druhy.

Dnes už víme, že diplonemy patří mezi druhově nejbohatší a nejpočetnější skupiny mořského mikrosvěta s desítkami tisíc druhů,“ říká Drahomíra Faktorová. Aby bylo možné detailně prozkoumat, jak se prvoci chovají, jakou funkci plní či jak působí na celý ekosystém oceánů, zaměřili se vědci na studium jejich genů.

Během téměř pětileté výzkumné práce se stovkami experimentů vytvořili z Diplonemy laboratorní model pro mořskou biologii.

„Popsali jsme přesnou laboratorní metodologii, jak provádět genetické analýzy u našeho modelu. Díky tomu může kdokoli studovat, jak fungují a k čemu slouží jednotlivé geny,“ upřesňuje Drahomíra Faktorová.

Drahomíra Faktorová studii koordinovala.

Světová elita a Budějovice

Do stejného úkolu, tedy připravit laboratorní modely dalších mořských prvoků, se pustilo i dalších 52 laboratoří z 14 zemí světa z prestižních výzkumných pracovišť a univerzit, mezi nimiž figurovaly např. i proslulé univerzity Cambridge, Harvard, Sorbonna, MIT či kalifornská univerzita v Berkeley.

Jejich společným cílem bylo popsat v souhrnné studii metodologické postupy, které usnadní přípravu dalších modelových organismů. „V práci jsou zahrnuty nejen metodologické úspěchy, ale zároveň i neúspěšné přístupy, které stály velké úsilí a prostředky.

Z 39 zkoumaných prvoků se podařilo vytvořit 22 modelových organismů, u sedmnácti se to zatím nepodařilo,“ shrnuje výsledky Drahomíra Faktorová, která společnou studii koordinovala.

Vědcům se podařilo poprvé geneticky transformovat 13 druhů, pro dalších osm druhů byly vyvinuty pokročilé genetické nástroje a také byl u jednoho druhu zrevidován již publikovaný transformační protokol. Svou společnou práci vědci shrnuli pomocí „transformační mapy“, která poskytuje vodítko, jak vytvořit nové laboratorní modely prvoků.

Prvním krokem je obvykle optimalizace kultivačních podmínek, následuje identifikace vhodných selekčních markerů. Šance na vytvoření nového modelu se zvyšuje vždy, když funguje alespoň jedna ze širokého spektra metod ke vpravení exogenní DNA do buněk, k čemuž byly použity různé strategie. DNA integrovaná do hostitelského genomu je přepsána do RNA a poté do proteinů.

Přestože neexistuje univerzálně použitelný protokol a bylo použita řada metod, nejvyšší úspěšnost vykazovala elektroporace linearizovaných plazmidů.

Těchto 22 nově geneticky manipulovatelných druhů mořských prvoků nyní poskytne odrazový můstek pro studium funkcí nespočtu unikátních a neprobádaných genů, ukrytých v jejich genomech.

Čím více údajů máme, tím více se ukazuje to nečekané – zejména to, že mnoho procesů a struktur, považovaných za všeobecně platné a vysoce konzervované u každé eukaryotické buňky, se u těchto prvoků překvapivě liší, a to zpochybňuje náš učebnicový pohled na evoluci a diverzitu eukaryotického života.

Výsledky tohoto výzkumu umožňují vědcům ponořit se do tajemství všudypřítomných planktonních prvoků, z nichž mnohé lze považovat za „rostliny oceánu“ a za základ potravní sítě oceánů i života na Zemi.

Více z Věda

Tip na méně obvyklou dovolenou: Vzhůru do Ománu

Věda23.9.2022

Elektřinu z aut Toyota využije i pro domácnosti

Věda20.9.2022

Lidé s roztroušenou sklerózou se dostanou rychle k nové léčbě

Věda16.9.2022

Žirafa, sob a hříbě koně Převalského patří mezi nejčerstvější přírůstky v liberecké zoo

Věda13.9.2022

Robotizace stavebnictví v praxi. Silniční frézu v Třebíči pomůže řídit BIM

Věda9.9.2022

Zhoubných nádorů plic a hlavy na Ostravsku ubývá, ale často jsou diagnostikovány pozdě

Věda6.9.2022

Přední onkologové představí možnosti v léčbě rakoviny

Věda2.9.2022

Den dárců krve na celém světě

Věda30.8.2022

Pestřejší a barevnější zemi byste hledali jen těžko

Věda26.8.2022
Věda
Časopis, který by vás mohl zajímat

Nenechte si ujít další zajímavé články

Nohy jsou obrazem naší duše aneb barefoot z pohledu ženy
panidomu.cz

Nohy jsou obrazem naší duše...

Kdysi dávno jsem si koupila boty,...
Proč si Stalin rozmyslel vystěhování Židů?
epochaplus.cz

Proč si Stalin rozmyslel...

Sovětský vůdce Josif Vissarionovič Stalin měl po 2....
Rustikální koláč se žampiony
tisicereceptu.cz

Rustikální koláč se žampiony

Lahodný bramborový koláč přijde k chuti...
Bude o „Kolečko“ navíc?
nasehvezdy.cz

Bude o „Kolečko“ navíc?

Herečka Denisa...
Útok za plného provozu
epochaplus.cz

Útok za plného provozu

Muzeum Emila Bührleho v osmém obvodě švýcarského...
Měsíční kámen: Podpora při významných životních krocích
enigmaplus.cz

Měsíční kámen: Podpora při...

Za jeho mystickým leskem, který si cení šperkaři po...
Tichomořské sídlo Matta Damona
rezidenceonline.cz

Tichomořské sídlo Matta Damona

Poprvé za celá desetiletí se věhlasný...
Uteče od Bereniky nakonec i její druhý manžel?
nasehvezdy.cz

Uteče od Bereniky nakonec i...

BERENIKA KOHOUTOVÁ (31)...
Soutěž s naBOSo. Proč chodit v barefoot botách?
iluxus.cz

Soutěž s naBOSo. Proč chodit...

Chůze je považovaná za nejzdravější a...
Zvědavost mě vedla do strašidelného lesa
skutecnepribehy.cz

Zvědavost mě vedla do...

Slyšela jsem o tom lese mnoho...
Záhadné stavby u Machu Picchu
21stoleti.cz

Záhadné stavby u Machu Picchu

Ruiny skalního města Machu Picchu v exotických...
Impozantní Rabí
epochanacestach.cz

Impozantní Rabí

Romantický hrad Rabí patří...