Życia nie da się powstrzymać, czyli przypadek komórki „minimalnej”

493 – to najmniejsza liczba genów, jaką może mieć ten samodzielnie żyjący organizm. Przy czym słowo „samodzielnie” oznacza tu warunki laboratoryjne. Mowa bowiem o bakterii Mycoplasma mycoides, która naturalnie ma 901 genów. To niewiele w porównaniu do ponad 20 tys. u licznych roślin i zwierząt. M. mycoides potrzebuje ich jednak mniej, gdyż prowadzi pasożytniczy tryb życia w jelitach ssaków z grupy przeżuwaczy. W 2016 r. badacze z the J. Craig Venter Institute w Kalifornii usunęli 45 proc. genomu tej bakterii, tworząc w ten sposób najmniejszy zestaw genów w autonomicznej komórce. Więcej usunąć się nie dało, gdyż każdy z pozostałych 493 genów był niezbędny do życia.

Kierowany przez Jaya T. Lennona zespół z Indiana University postanowił sprawdzić, jak takie „ograbienie” może wpływać na ewolucję. Zakładali, że będzie ona znacznie utrudniona, gdyż niemal każda mutacja w takiej komórce minimalnej prowadziłaby do śmierci bakterii. A bez mutacji ewolucja nie jest przecież w stanie zachodzić.

W „Nature” naukowcy opisują, że obserwowali 2 tys. pokoleń bakterii M. mycoides, które następowały po sobie przez ponad 300 dni. Odpowiada to ich zdaniem 40 tys. latom u ludzi. Niezależnie hodowali bakterie o genomie zwyczajnym i te o zredukowanym do minimum. I ku ich ogromnemu zaskoczeniu, ewoluowały one w bardzo podobnym tempie. Tyle że w odmiennych kierunkach. Po 2000 pokoleń rozmiar komórek „nieminimalnych” wzrósł o 85 proc, co oznaczało 10-krotne zwiększenie objętości. W tym czasie rozmiar komórek minimalnych w ogóle się nie zmienił. A mutacja, która pozwoliła urosnąć bakteriom zwyczajnym i ta, która pozwoliła pozostać w tym samym rozmiarze „mikrusom” zaszła dokładnie w tym samym genie. Jednocześnie komórki minimalne odzyskały wszystkie funkcje, których im na początku brakowało. O ile „mikrusy” z pokolenia 0 przegrywały w rywalizacji z „dzikim” typem bakterii, to te z pokolenia 2000 potrafiły radzić sobie w towarzystwie większych kuzynek.

Autorzy tej publikacji podsumowują swoje odkrycie cytatem z „Parku Jurajskiego”. Ian Malcolm, jeden z głównych bohaterów tego filmu, mówi tam: „Słuchaj, jeśli jest jedna rzecz, której nauczyła nas historia ewolucji, to ta, że życia nie da się powstrzymać. Życie wydostaje się na wolność. Rozprzestrzenia się na nowe obszary, przedziera się przez bariery z bólem, może nawet niebezpiecznie, ale… życie zawsze znajduje drogę”.

To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Jeśli z niej korzystasz, powołaj się na źródło, czyli na www.projektpulsar.pl. Dziękujemy.

* Zdjęcie: Mikrografia elektronowa klastra minimalnych komórek powiększona 15 tys. razy. Obrazy autorstwa Toma Deerincka i Marka Ellismana z Narodowego Centrum Badań Obrazowania i Mikroskopii na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego.