Życie znalazło sposób

W 2016 r. zespół Johna Craiga Ventera opisał w „Science” stworzenie „minimalnej komórki”. Badacze zredukowali informację genetyczną bakterii Mycoplasma mycoides, wywołującej choroby płuc u przeżuwaczy, o ok. 45 proc.: z 900 genów zawierających przepisy na ważne dla bakterii białka do niespełna 500. Powstały szczep, nazwany JCVI-syn3B, to najprostszy organizm zdolny do samodzielnego życia. Niektóre bakterie posiadają mniej niż 200 genów, ale są to symbionty – żyją w ścisłej współpracy z gospodarzami, w przyjaznym środowisku.

Niespełna 500 genów JCVI-syn3B zapewniało funkcjonowanie podstawowej biochemicznej maszynerii komórkowej (przetwarzanie energii, utrzymywanie homeostazy, naprawę uszkodzeń), ale „minimalna komórka” nie była tak sprawna jak jej prekursorka. Redukcja genomu JCVI-syn3B odbiła się na jej dostosowaniu – kopiowała się prawie dwa razy wolniej niż bakteria posiadająca 900 genów. Gdy Jay T. Lennon, szef innego laboratorium, dowiedział się o tych wynikach, postanowił sprawdzić, co się stanie, gdy pozwolimy JCVI-syn3B ewoluować w niezbyt przyjaznym środowisku. Badacze opisali właśnie swój eksperyment w „Nature”.

Lennon spodziewał się, że krótki genom JCVI-syn3B będzie bardzo wrażliwy na przypadkowe mutacje – czyli nawet niewielkie zmiany informacji genetycznej rozregulują komórkowe mechanizmy i rozerwą bakterię na strzępy. Krótki genom to także mniejsza liczba miejsc, w których można dokonywać poprawek genetycznych przepisów. Dlatego wyniki badania są zaskakujące: minimalna komórka ewoluowała prawie 40 proc. szybciej niż jej „pełnowymiarowa” prekursorka, a po 2 tys. pokoleń miała już identyczne tempo kopiowania się. Nie zmieniła przy tym swoich rozmiarów, podczas gdy jej niezredukowana prekursorka urosła o 80 proc. Badanie obrazuje, jak zawiłe mogą być ewolucyjne trajektorie – i jak szybko proste organizmy mogą się po nich poruszać. ©℗