Málokdo by měl radost, kdyby mu lékaři sdělili, že má v těle bakterii Neisseria gonorrhoeae. Je to mikrob způsobující kapavku, možná vůbec nejrozšířenější sexuálně přenosnou chorobu. Neisseria je agresivní parazit. Neléčená kapavka může vyústit až v neplodnost, a to jak u mužů, tak u žen. Na tom není nic divného, protože cizopasníci způsobují neplodnost svých hostitelů často. Hostitel, který neplýtvá energií na rozmnožování, se může soustředit na budování tučného těla – parazitova příbytku a potravy zároveň. Parazit přebírající DNA svého hostitele už ale neobvyklý je.
O nemoci: Kapavka (gonorrhoea)
Právě takovým parazitem je Neisseria. Přišli na to biologové Hank Seifert a Mark Anderson ze Severozápadní univerzity v americkém Chicagu. Zjistili to náhodou. Původně hledali v genech bakterie přepsaných do počítače znečištění kousky cizí DNA, jenž při čtení genetické informace v laboratoři občas vzniká. Našli úsek podezřele podobný úseku lidskému, označovanému jako Dlouhý vmezeřený element L1. Objevoval se v několika kmenech bakterie kapavky pokaždé na stejném místě. Nevypadal jako něco, co se do výsledků připletlo náhodou.
Záhadný kus DNA se s lidským úsekem shodoval v devadesáti osmi až stu procentech. Aby ověřili, že se skutečně nejedná o chybu, přečetli vědci místo, kde se podivná sekvence objevovala, ještě jednou, zvlášť pečlivě. Sekvence zůstávala stále na svém místě. Kapavka zřejmě odcizila kus naší DNA.
Je to zajímavé, protože se jedná o velmi vzácnou událost, jaká se v přírodě téměř nevyskytuje. Navíc není jasné, proč se to stalo. Sekvence L1 totiž nedělá kromě vlastního množení celkem nic. Je to genetické smetí, kterého je adresář veškeré naší dědičné informace, genom, plný. Ačkoliv to autoři sami nezmiňují, nedá se ani vyloučit, že L1 si ukradl místo v bakterii, místo aby bakterie ukradla L1 lidem.
Požádáš DNA bližního svého
Bakterie jsou odbornice na přenos DNA mezi nepříbuznými druhy. Poprvé si toho vědci všimli na konci padesátých let minulého století. Vcelku běžně si vyměňují geny způsobující odolnost vůči antibiotikům, což přidělává vrásky lékařům i jejich pacientům (Pokud je to rovnou neposílá do hrobu.)
Bakterie však nemají buněčné jádro, složitou strukturu, která o geny pečuje a řídí celou buňku. U organizmů s buněčným jádrem je přenos genů jinak než z rodiče na potomka velmi vzácný. Pokud se vyskytuje, bývá to u parazitů a jejich hostitelů nebo u organizmů žijících v těsném soužití.
Neisseria gonorrhoeae
Například parazitická rostlina, Striga hermonthica, která nemá české jméno, má v sobě gen jiné rostliny, čiroku. Co gen dělá, nikdo neví. Název striga se objevuje v rumunských národních báchorkách, označuje jeden druh upírů. Byly to mocné čarodějnice a blízké příbuzné vlkodlaků. Striga hermonthica se skutečně chová jako upír. Přisává se ke kořenům jiných kytek a saje z nich vodu a živiny. Geny od bakterií občas přebírají také pivní kvasinky. Bakteriím rodu Wolbachia se zase podařilo propašovat své geny do DNA členovců a hlístů, uvnitř jejichž buněk žijí.
K přenosu DNA dochází i u nejtěsnějšího známého vztahu dvou skupin organizmů vůbec. Organizmy s buněčným jádrem, ke kterým patříme i my lidé, vznikly splynutím dvou skupin bakterií. Některé struktury v jejich buňkách stále ještě mají vlastní DNA – pozůstatek svého původního genomu, nezávislý na DNA v jádře. Některé geny v jádře pravděpodobně pocházejí z původních genů těchto struktur.
Proti čilé informační výměně panující mezi běžnými bakteriemi, jaké najdete ve své ledničce, je to pořád žalostně málo. Například Escherichia coli, známá bakterie žijící v tlustém střevě, vděčí za přenos DNA celým sedmnácti procentům veškerého svého genetického materiálu.
Černý pasažér?
Z výměny genů by měl mít někdo prospěch. Dlouhý vmezeřený element L1 ale není k ničemu. Patří k úsekům, které se samy neustále kopírují, aniž by dělaly něco užitečného. Nebo se to aspoň zatím nikomu nepodařilo zjistit.
Dalo by se říct, že jsou sami paraziti. Svým způsobem rozmnožování připomínají retroviry, skupinu virů, do které patří i HIV, způsobující AIDS. Jejich podobnost s nimi asi nebude náhodná. Mohl by být úsek L1 v genomu Neisserie parazitem stejně, jako je Neisseria parazitem v pohlavních orgánech svého hostitele? Těžko říct.
Ochrana před kapavkou? Kondom…
Hank Seifert a Mark Anderson nevylučují, že by mohl nějakým způsobem ovlivňovat její chod a být jí užitečný. Mohlo by jít také o náhodnou událost, jaké se ve vývoji života občas stávají. Pokud by úsek L 1 bakterii neškodil, neexistovala by síla, která by ji donutila se ho zbavit. Třeba je to jen černý pasažér, jehož je průvodčí líný vyhodit z vlaku.
Jisté je, že k této události došlo nedávno. V genomu příbuzné Neisserie menigitidis biologové úsek L1 nenašli. Oba druhy se oddělily před dvěma sty tisíci lety – z pohledu evoluce před chvilkou.
Hank Seifert a Mark Anderson přiznávají, že na řešení záhady možná nikdy nepřijdou.
Zdroje:
Původní studie: http://dx.doi.org
Článek v magazínu New Scientist: Newscientist.com
Wikipedie
ČLÁNKY DO MAILU