Česká republika

Českí vedci objavili nové krysy, ktoré dokážu prežiť aj pri nedostatku kyslíka

Krysy rodu Stenocephalemys, ktoré žijú vo vysokých nadmorských výškach Etiópskej vysočiny sa chladnému počasiu s nedostatkom kyslíka prispôsobili zmenami mitochondrií, konkrétne vplyvom mutácií v ich mitochondrálnej DNA. Dalito.sk o tom informovala hovorkyňa AV ČR Markéta Růžičková.

Vědci z Ústavu biologie obratlovců AV ČR odhalili v mitogenomu těchto krys působení pozitivní selekce právě v těch místech, která souvisí s buněčným dýcháním. Mezi studovanými hlodavci jsou mimo jiné i dva nové druhy, jež čeští vědci nedávno objevili.

Mitochondrie jsou organely nacházející se uvnitř eukaryotických buněk. Zde slouží jako taková elektrárna dodávající energii ostatním procesům, které v buňce probíhají. Dlouhodobě se předpokládalo, že mitochondriální DNA se vyvíjí neutrálními procesy a její evoluce není ovlivněna přírodním výběrem. To znamená, že mutace se zde v průběhu času hromadí, aniž by měly vliv na život jejich nositele. Tato teorie však byla v posledních desetiletích zpochybňována, zejména proto, že geny kódující mitochondriální proteiny jsou nezbytné pro buněčnou energetiku, a tedy pro přežití jednotlivce v různých vnějších podmínkách.


Přizpůsobivé krysy „horolezci“

Vědci z Ústavu biologie obratlovců AV ČR se zaměřili na analýzu celého mitochondriálního genomu (mitogenomu), aby zjistili, zda se v něm nacházejí místa ovlivněná přizpůsobením se vnějším podmínkám. Jako modelový organismus jim sloužily krysy rodu Stenocephalemys, které žijí v pouze v etiopských horách. Různé druhy zde obývají různé nadmořské výšky, což je ideální model právě pro výzkum role mitochondrií u výškových adaptací.

Unikátní analýza 27 kompletních mitochondriálních genomů odhalila působení pozitivní selekce u
10 z 13 mitochondriálních genů, což je důkaz úspěšného přizpůsobení se organismu vnějším podmínkám. Místa, která se v mitochondriální DNA u krys z různých nadmořských výšek lišila, byla právě ta, jež ovlivňují buněčné dýchání a tvorbu energie. Výzkum zveřejnil časopis Mitochondrion.

Pozitivní selekce může být jednou z hlavních hnacích sil pro evoluci mitochondriálních genů pro vypořádání se s chladnějším prostředím chudším na kyslík.

„Vyšší frekvenci pozitivně selektovaných míst jsme zjistili u fylogenetických linií vedoucích k afroalpinským druhům žijícím v nejvyšších částech Etiopské vysočiny nad 3500 metrů nad mořem,“ popisuje Veronika Bartáková, první autorka publikace. „Pozitivní selekce tedy může být jednou z hlavních hnacích sil pro evoluci mitochondriálních (OXPHOS) genů pro vypořádání se s chladnějším prostředím chudším na kyslík.“

Pozitivní selekce v mitochondriích přitom není příliš běžná. Výsledky této studie přispívají k dosavadním znalostem o adaptivních schopnostech mitogenomů a o výškových adaptacích. Příkladem může být udržení dostatečné energie navzdory hypoxii (= málo kyslíku) a hypotermii (= nízká teplota) ve vysoké nadmořské výšce vlivem adaptivních změn v mitogenomu.

„Pozitivní selekce je spojena s adaptací na nové prostředí, a tedy vznikem nových funkcí nahromaděním výhodných mutací. Nicméně její signál je často maskován negativní selekcí a je těžké ho odhalit. Bylo velmi zajímavé studovat tajemství mitogenomů za použití řady pokročilých metod u těchto horských savců,“ dodává vedoucí týmu Josef Bryja.


Nové druhy objevené českými vědci

Dva druhy zkoumaných hlodavců rodu Stenocephalemys přitom čeští vědci v čele s Josefem Bryjou teprve loni popsali jako vědě dosud neznámé. Stenocephalemys zimai a Stenocephalemys sokolovi žijí v nadmořských výškách nad 3500 metrů a už při jejich objevu vědci doufali, že detailně prostudují, jak se tyto konkrétní druhy přizpůsobily nízkým teplotám i nízkému obsahu kyslíku v afroalpinské tundře.


Komentáre (0)

Vaša reakcia

Vaša emailová adresa nebude zverejnená. Povinné polia sú označené *