Fantasy svět bakterií

15. 03. 2011 | 09:48
Přečteno 6243 krát
Časopis Proceedings of the National Academy of Sciences zveřejnil zprávu, že „přátelské“ bakterie v našem těle by mohly pomoci v boji s virovou infekcí.

Myši, ošeřené antibiotikem neomycinem (který bakterie zabíjí) zvládaly virovou infekci hůře než myši bez antibiotik. Důvodem je zřejmě to, že bakterie jsou prstem na spoušti metabolické dráhy, na jejímž konci je chemikálie pomáhající aktivovat imunitní systém. I když je zpráva považována za průlomovou, je to pravděpodobně jen další z mnoha netušených kousků, který bakterie umí vytáhnout z klobouku. Posuďte sami.

Především, je jich neuvěřitelně mnoho. V hrsti hlíny je víc baktérií než lidí, co kdy žili na Zemi. Na rozdíl od andělů má smysl se ptát, kolik se jich vejde na špičku jehly. Jejich biomasa je desetkrát větší než biomasa všech ostatních organismů na světě. Jsou zde od úsvitu života na Zemi a jako skupina nikdy nevymřely. S trochou filosofické licence můžeme dokonce říct, že konkrétní jedinci jsou nesmrtelní. Pravda, jednu baktérii můžeme zahubit žárem, antibiotiky nebo dlouhodobým nedostatkem vody, avšak za normálního běhu věcí žije baktérie věčně. Je to zvláštní, smrt přišla na svět až s nástupem eukaryot. Zatímco my si umíme předávat DNA pouze vertikálně, z rodičů na děti, bakterie to zvládají i horizontálně, jedna druhé, řekněme kamarád kamarádovi. Dvě jakékoli baktérie jakéhokoli druhu a jakékoli geografické lokality na této Zemi si jsou v principu schopny předat kus DNA, možná přes mnoho a mnoho přestupních stanic, tvořených jinými baktériemi, ale možné to je. V tomto smyslu můžeme všechny baktérie na světě chápat jako jediný druh, nebo podle některých dokonce jako jediného jedince. Ze svého okolí jsou schopny si do sebe vtáhnout nahé kusy DNA – a možná se ukáže, že by se informace mohla k něčemu hodit. Vzhledem k tomu, že máme všichni stejný genetický kód, je pro baktérie mnohem prospěšnější než pro nás být připojeny k internetu stejného genetického jazyka. K horizontálnímu přenosu genů uvádí bakterioložka Lynn Margulisová vtipný příklad. Představme si, že jsem světlovlasá modrooká dívka, která přišla do kavárny, kde obsluhuje servírka se zelenými vlasy. Po opuštění kavárny mám i já zelené vlasy a jdu si zaplavat do místního bazénu. Ve vodě nechtěně polknu doušek vody s mnohem častějším genem pro hnědé oči. V rámci sušení ručníkem do sebe dostanu DNA ze slunečnic a holubů, které jsem potkala vedle na chodníku cestou městem. Z plovárny vyjdu jako zelenovlasá hnědooká dívka, na které začnou růst tyčinky a pestíky a od vchodu odletím pryč, a cestou mě jak parašutisté začne opouštět potomstvo schopné klouzavého letu. Jistěže je tato fantasie trochu přehnaná a úseky DNA, které si bakterie vyměňují, jsou výhodné spíše k metabolickým drahám, které se projevují méně dramaticky, ale v principu to takto nějak může být.
Baktérie nám připomínají, že žít se dá všude. V horkých pramenech, v extrémně slaných prostředí, lze přežít velké hloubky i pronikavou úroveň radioaktivity. Deinococcus radiodurans přežije radioaktivitu 3 000x silnější než co je schopna zabít člověka a Picrophilus oshimae zvládne pH 0,03, což je prostředí natolik kyselé, že rozpouští kovy. S některými archebaktériemi se velmi těžko experimentuje, neboť jejich teplotní optimum je kolem 105 stupňů Celsia, v laboratoři je tedy třeba je neustále pod mírným tlakem vařit, aby nezemřely zimou! Miliardu let zde byly bakterie samy, pak se stalo něco, čemu ještě příliš nerozumíme. Buďto zkusila pohltit jedna druhou, a oběť v těle útočníka přežila, nebo jedna zkusila parazitovat uvnitř druhé, v každém případě se ve výsledku ustanovila docela výhodná spolupráce „baktérie v baktérii“ a vznikly eukaryotické buňky, ze kterých jsme vznikli my. Bakterie nás učí, že evoluce a vznik něčeho nového nemusí nutně vždy postupovat rozštěpením, jako spíše splynutím! A až jednou poletíme na Mars, ve slaném prostředí mikrooceánů našich buněk si tyto baktérie, dnes známé jako mitochondrie poneseme, a ony nám budou připomínat slané prostředí dávných moří, ze kterých vznikly.
Mnohé osidlují prostředí bez přístupu kyslíku, jako je dno oceánu, žaludky krav nebo odpadní vody. Vedou nás tak k myšlence, že původní atmosféra na Zemi byla bez kyslíku. A nejlepší na konec. Dávno předtím, než nastaly prvohory došlo k nejděsivějšímu globálnímu vymírání, které nemá v dějinách planety obdoby. Určitý typ cyanobaktérií začal při fotosyntéze využívat jako zdroj elektronů vodu, a jako odpadní produkt se začal do atmosféry uvolňovat kyslík. Postupem času bylo kyslíku stále víc a snad nějakou dobu kyslík reagoval se sloučeninami železa v mořské vodě a, jak říkáme na přednáškách, planeta „zrezivěla“, pak jej ale bylo čím dál víc a došlo ke genocidě všeho živého. Některé bakterie prchly do bezkyslíkatého útočiště, jiné zahynuly v největším vymírání v dějinách. Díky baktériím je dnes atmosféra Země hořlavá a škrtnutá sirka vzplane, to vše v příkrém kontrastu se složením atmosféry na jiných planetách. Pak ale, jako už tolikrát, si jeden typ baktérií udělal z nouze ctnost a místo toho, aby jej kyslík zahubil, jej začal naopak využívat pro metabolické reakce. Z těchto alfa proteobaktérií vzniknou mitochondrie člověka a díky nim můžeme i my s výhodou kyslík dýchat. Bakterie tedy umí zareagovat na novou situaci a z nepřítele si udělat přítele, z jedu nepostradatelnou součást metabolismu.

Zjištění, že bakterie nejenom osidlují naše tělo, ale možná nás navíc ještě aktivně chrání je možná jen dalším trikem, který bakterie zvládají. Zbývá filosofická otázka: pomáhají nám bakterie v bitvě s viry „úmyslně“ proto, aby nás, své hostitele ochránily nebo se jedná o náhodný a nezamýšlený efekt jejich metabolismu? Ať je to jakkoliv, ukazuje se, že komunikace mezi imunitním systémem a bakteriemi, které osidlují naše útroby je mnohem zajímavější, než bychom si kdy pomysleli.

Blogeři abecedně

A Aktuálně.cz Blog · Atapana Mnislav Zelený B Baar Vladimír · Babka Michael · Balabán Miloš · Bartoníček Radek · Bartošek Jan · Bartošová Ela · Bavlšíková Adéla · Bečková Kateřina · Bednář Vojtěch · Bělobrádek Pavel · Beránek Jan · Berkovcová Jana · Bernard Josef · Berwid-Buquoy Jan · Bielinová Petra · Bína Jiří · Bízková Rut · Blaha Stanislav · Blažek Kamil · Bobek Miroslav · Boehmová Tereza · Brenna Yngvar · Bureš Radim · Bůžek Lukáš · Byčkov Semjon C Cerman Ivo · Cizinsky Ludvik Č Černoušek Štěpán · Česko Chytré · Čipera Erik · Čtenářův blog D David Jiří · Davis Magdalena · Dienstbier Jiří · Dlabajová Martina · Dolejš Jiří · Dostál Ondřej · Dudák Vladislav · Duka Dominik · Duong Nguyen Thi Thuy · Dvořák Jan · Dvořák Petr · Dvořáková Vladimíra E Elfmark František F Fafejtová Klára · Fajt Jiří · Fendrych Martin · Fiala Petr · Fibigerová Markéta · Fischer Pavel G Gálik Stanislav · Gargulák Karel · Geislerová Ester · Girsa Václav · Glanc Tomáš · Goláň Tomáš · Gregorová Markéta · Groman Martin H Hájek Jan · Hála Martin · Halík Tomáš · Hamáček Jan · Hampl Václav · Hamplová Jana · Hapala Jiří · Hasenkopf Pavel · Hastík František · Havel Petr · Heller Šimon · Herman Daniel · Heroldová Martina · Hilšer Marek · Hladík Petr · Hlaváček Petr · Hlubučková Andrea · Hnízdil Jan · Hokovský Radko · Holásková Kamila · Holmerová Iva · Honzák Radkin · Horáková Adéla · Horký Petr · Hořejš Nikola · Hořejší Václav · Hrabálek Alexandr · Hradilková Jana · Hrstka Filip · Hřib Zdeněk · Hubálková Pavla · Hubinger Václav · Hülle Tomáš · Hušek Radek · Hvížďala Karel CH Charanzová Dita · Chlup Radek · Chromý Heřman · Chýla Jiří · Chytil Ondřej J Janda Jakub · Janeček Karel · Janeček Vít · Janečková Tereza · Janyška Petr · Jelínková Michaela Mlíčková · Jourová Věra · Just Jiří · Just Vladimír K Kaláb Tomáš · Kania Ondřej · Karfík Filip · Karlický Josef · Klan Petr · Klepárník  Vít · Klíma Pavel · Klíma Vít · Klimeš David · Klusoň Jan · Kňapová Kateřina · Kocián Antonín · Kohoutová Růžena · Koch Paul Vincent · Kolaja Marcel · Kolářová Marie · Kolínská Petra · Kolovratník Martin · Konrádová Kateřina · Kopeček Lubomír · Kostlán František · Kotišová Miluš · Koudelka Zdeněk · Koutská Petra Schwarz · Kozák Kryštof · Krafl Martin · Krása Václav · Kraus Ivan · Kroupová Johana · Křeček Stanislav · Kubr Milan · Kučera Josef · Kučera Vladimír · Kučerová Karolína · Kuchař Jakub · Kuchař Jaroslav · Kukal Petr · Kupka Martin · Kuras Benjamin · Kutílek Petr · Kužílek Oldřich · Kyselý Ondřej L Laně Tomáš · Linhart Zbyněk · Lipavský Jan · Lipold Jan · Lomová Olga M Máca Roman · Mahdalová Eva · Máchalová Jana · Maláčová Jana · Málková Ivana · Marvanová Hana · Mašát Martin · Měska Jiří · Metelka Ladislav · Michálek Libor · Miller Robert · Minář Mikuláš · Minařík Petr · Mittner Jiří · Moore Markéta · Mrkvička Jan · Müller Zdeněk · Mundier Milan · Münich Daniel N Nacher Patrik · Nachtigallová Mariana Novotná · Návrat Petr · Navrátil Marek · Němec Václav · Nerudová Danuše · Nerušil Josef · Niedermayer Luděk · Nosková Věra · Nouzová Pavlína · Nováčková Jana · Novák Aleš · Novotný Martin · Novotný Vít · Nožička Josef O Obluk Karel · Ocelák Radek · Oláh Michal · Ouhel Tomáš · Oujezdská Marie · Outlý Jan P Pačes Václav · Palik Michal · Paroubek Jiří · Pavel Petr · Pavelka Zdenko · Payne Jan · Payne Petr Pazdera · Pehe Jiří · Peksa Mikuláš · Pelda Zdeněk · Petrák Milán · Petříček Tomáš · Petříčková Iva · Pfeffer Vladimír · Pfeiler Tomáš · Pícha Vladimír · Pilip Ivan · Pitek Daniel · Pixová Michaela · Plaček Jan · Podzimek Jan · Pohled zblízka · Polách Kamil · Polčák Stanislav · Potměšilová Hana · Pražskej blog · Prouza Tomáš R Rabas Přemysl · Rajmon David · Rakušan Vít · Ráž Roman · Redakce Aktuálně.cz  · Reiner Martin · Richterová Olga · Robejšek Petr · Ruščák Andrej · Rydzyk Pavel · Rychlík Jan Ř Řebíková Barbora · Řeháčková Karolína Avivi · Říha Miloš · Řízek Tomáš S Sedlák Martin · Seitlová Jitka · Schneider Ondřej · Schwarzenberg Karel · Sirový Michal · Skalíková Lucie · Skuhrovec Jiří · Sládek Jan · Sláma Bohumil · Slavíček Jan · Slejška Zdeněk · Slimáková Margit · Smoljak David · Smutný Pavel · Sobíšek Pavel · Sokačová Linda · Soukal Josef · Soukup Ondřej · Sportbar · Staněk Antonín · Stehlík Michal · Stehlíková Džamila · Stránský Martin Jan · Strmiska Jan · Stulík David · Svárovský Martin · Svoboda Cyril · Svoboda Jiří · Svoboda Pavel · Sýkora Filip · Syrovátka Jonáš Š Šebek Tomáš · Šefrnová Tereza · Šimáček Martin · Šimková Karolína · Šindelář Pavel · Šípová Adéla · Šlechtová Karla · Šmíd Milan · Šojdrová Michaela · Šoltés Michal · Špalková Veronika Krátká · Špinka Filip · Špok Dalibor · Šteffl Ondřej · Štěpán Martin · Štěpánek Pavel · Štern Ivan · Štern Jan · Štětka Václav · Štrobl Daniel T T. Tereza · Táborský Adam · Tejkalová N. Alice · Telička Pavel · Titěrová Kristýna · Tolasz Radim · Tománek Jan · Tomčiak Boris · Tomek Prokop · Tomský Alexander · Trantina Pavel · Tůma Petr · Turek Jan U Uhl Petr · Urban Jan V Vacková Pavla · Václav Petr · Vaculík Jan · Vácha Marek · Valdrová Jana · Vančurová Martina · Vavruška Dalibor · Věchet Martin Geronimo · Vendlová Veronika · Vhrsti · Vích Tomáš · Vlach Robert · Vodrážka Mirek · Vojtěch Adam · Vojtková Michaela Trtíková · Vostrá Denisa · Výborný Marek · Vyskočil František W Walek Czeslaw · Wichterle Kamil · Wirthová Jitka · Witassek Libor Z Zádrapa Lukáš · Zajíček Zdeněk · Zaorálek Lubomír · Závodský Ondřej · Zelený Milan · Zeman Václav · Zima Tomáš · Zlatuška Jiří · Zouzalík Marek Ž Žák Miroslav · Žák Václav · Žantovský Michael · Žantovský Petr Ostatní Dlouhodobě neaktivní blogy