Sztuczna komórka... ewoluowała!

Sztuczną komórkę, która ma tylko minimalny zestaw genów, naukowcy poddali ewolucji. Komórka dzięki mutacjom odzyskała większą sprawność.

„Posłuchaj, jeśli istnieje jedna rzecz, której historia ewolucji nas nauczyła, to jest to, że życie nie da się uwięzić. Życie ucieka, rozprzestrzenia się do nowych terytoriów i przełamuje bariery, czasem boleśnie, być może nawet niebezpiecznie, ale… życie znajduje sposób” – te słowa granego przez Jeffa Goldbluma, Iana Malcolma – głównej postaci „Parku Jurajskiego” przytaczają naukowcy z Indiana University Bloomington.

CZYTAJ:

Szef MON: pierwsze dwa egzemplarze samolotów FA/50 są już w Polsce

Będą darmowe leki! Premier: PO zmierzało do bankructwa szpitali

Na razie w ogrodach zoologicznych nie ma drapieżnych Welociraptorów, ale dokonane przez badaczy odkrycie przypomina trochę sytuację ze wspomnianego filmu.

Wykorzystali oni komórkę Mycoplasma mycoides JCVI-syn3B opartą uzyskaną z bakterii M. mycoides powszechnie znajdowanej w jelitach kóz i innych zwierząt.

W czasie tysięcy lat ewolucji naturalna bakteria utraciła większość genów, przystosowując się do życia w zwierzęcym jelicie.

W 2016 roku zespół z J. Craig Venter Institute w Kalifornii usunął jeszcze 45 proc. z pozostałych w bakterii 901 genów, pozostawiając ich tylko 493. Dla porównania, komórki zwierząt czy roślin zawierają zwykle dziesiątki tysięcy genów.

W ten sposób powstał najmniejszy znany genom wystarczający komórce do samodzielnego życia.

Ponieważ pozostawiono bakterii tylko geny minimalny zestaw niezbędnych do przeżycia genów, każda mutacja powinna teoretycznie prowadzić do jej śmierci. Innymi słowy taka komórka nie powinna być zdolna do ewolucji.

„Każdy pojedynczy gen w tym genomie jest niezbędny. Można postawić hipotezę, że nie ma miejsca na mutacje, co powinno ograniczać potencjał tej bakterii do ewolucji” – podkreśla prof. Jay T. Lennon, autor eksperymentu opisanego w magazynie „Nature”.

Tymczasem M. mycoides JCVI-syn3B wykazała się szczególnie wysoką częstością mutacji, gdy pozwolono jej swobodnie ewoluować przez 300 dni. Okres ten odpowiadałby 40 tys. lat ewolucji człowieka.

Potem badacze sprawdzili, jak bakteria radzi ze sobie w porównaniu do naturalnej wersji M. mycoides oraz do wersji syntetycznej, która nie podlegała ewolucji.

Zmutowana syntetyczna bakteria z łatwością zdominowała pozostałe.

Jak się okazało, odzyskała ona przy tym praktycznie wszystkie cechy utracone przy upraszczaniu jej genomu.

Jak podkreślają naukowcy, zrozumienie, jak organizmy o uproszczonych genomach pokonują ewolucyjne wyzwania, niesie ważne implikacje dla innych kluczowych problemów biologii.

„Wygląda na to, że istnieje w życiu coś naprawdę potężnego. Możemy uprościć je do samego minimum, ale to nie powstrzymuje ewolucji przed działaniem” - stwierdza prof. Lennon. Można tutaj wymienić m.in. leczenie infekcji, ulepszanie modyfikowanych mikroorganizmów czy badania samego pochodzenia życia.

Więcej informacji: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06288-x 

PAP/ as/