Vědci vytvořili genetický manuál pro výzkum mořských prvoků. Mezinárodní stočlenný tým vedli čeští parazitologové

Dosud přehlíženým mořským prvokům, kteří však mají zásadní vliv na život na naší planetě, se nyní dostalo velké vědecké pozornosti. Sto třináct vědců z 53 laboratoří ze 14 zemí světa se spojilo, aby vyvinuli genetické metody pro zkoumání těchto mikroskopických organismů a posunuli tak výzkum světových oceánů o další krok vpřed. Tuto rozsáhlou práci koordinovali molekulární biologové Drahomíra Faktorová a Julius Lukeš z Parazitologického ústavu Biologického centra AV ČR, společné výsledky byly 6. dubna 2020 publikovány v jednom z nejprestižnějších vědeckých časopisů Nature Methods. Výzkum financovala především soukromá nadace amerického mecenáše Gordona Moora (Gordon and Betty Moore Foundation).

Studie se zaměřila na různé druhy jednobuněčných eukaryot neboli prvoků. Ačkoli jsou tito mikroskopičtí obyvatelé moří často přehlíženi, představují klíčovou součást světového oceánu, bez nichž by život na naší planetě, tak jak jej známe, nemohl existovat. ,,Mořský plankton produkuje polovinu kyslíku na Zemi, odstraňuje z atmosféry ohromné množství oxidu uhličitého a skleníkových plynů, rozhoduje o metabolismu oceánů a je významnou složkou potravního řetězce. Je až s podivem, jak málo jsme toho dosud o mikroskopickém planktonu věděli," říká Julius Lukeš, ředitel Parazitologického ústavu BC AV ČR, jehož laboratoře pracují na výzkumu biologické rozmanitosti mořských prvoků.

Českobudějovičtí parazitologové se zaměřili na skupinu prvoků z rodu diplonem, protože jsou příbuzné se zde zkoumanými parazity. ,,Když jsem poprvé začala pracovat s Diplonemou papillatum v roce 2004, byla to okrajová, obskurní záležitost, byly popsány jen asi další 3 druhy. Dnes už víme, že diplonemy patří mezi druhově nejbohatší a nejpočetnější skupiny mořského mikrosvěta s desítkami tisíc druhů," říká Drahomíra Faktorová. Aby bylo možné detailně prozkoumat, jak se prvoci chovají, jakou funkci plní či jak působí na celý ekosystém oceánů, zaměřili se vědci na studium jejich genů. Během téměř pětileté výzkumné práce se stovkami experimentů vytvořili z Diplonemy laboratorní model pro mořskou biologii.

,,Popsali jsme přesnou laboratorní metodologii, jak provádět genetické analýzy u našeho modelu. Díky tomu může kdokoli studovat, jak fungují a k čemu slouží jednotlivé geny," upřesňuje Drahomíra Faktorová.

Do stejného úkolu, tedy připravit laboratorní modely dalších mořských prvoků, se pustilo i dalších 52 laboratoří z 14 zemí světa z prestižních výzkumných pracovišť a univerzit, mezi nimiž figurovaly např. i proslulé univerzity Cambridge, Harvard, Sorbonna, MIT či kalifornská univerzita v Berkeley. Jejich společným cílem bylo popsat v souhrnné studii metodologické postupy, které usnadní přípravu dalších modelových organismů. ,,V práci jsou zahrnuty nejen metodologické úspěchy, ale zároveň i neúspěšné přístupy, které stály velké úsilí a prostředky. Z třiceti devíti zkoumaných prvoků se podařilo vytvořit 22 modelových organismů, u sedmnácti se to zatím nepodařilo," shrnuje výsledky Drahomíra Faktorová, která společnou studii koordinovala.

Tato práce představuje zásadní krok pro pochopení fungování mořských prvoků, jejich rozmanitosti, příbuzenských a potravních vztahů. Dozajista přispěje k budoucímu rozvoji výzkumu světových oceánů.

Na snímcích jsou mořští prvoci Diplonema papillatum, vyfoceno ve skenovacím elektronovém mikroskopu. V jednom mililitru je jeden milion těchto prvoků. Na jeden pokus je potřeba 50 milionů prvoků.

Odkaz na studii: https://www.nature.com/articles/s41592-020-0796-x

Krátké doplňující video: https://youtu.be/3E1yxFZJJDk