Tanečky v buňkách

Brian Thomas, Ph.D.

Z www.icr.org přeložil Pavel Akrman – 04/2024. Úvodní obrázek: autor Serge Bloch, Nature.

Podcast

Zvuková verze tohoto článku

Buněční biologové se již dlouho zaměřují na ty nejmenší interakce: ty, které se dějí mezi molekulami. Po menším útlumu v poslední době se však někteří výzkumníci znovu podívali na tyto buněčné součásti, nazývané organely, pomocí nových technologií. Jejich objevy přinášejí nový pohled na nemoci, podněcují touhu překreslit všechny standardní učebnicové obrázky buněk a jsou vykřičníkem pro každého, kdo považuje buňky stále jen za jakési jednoduché kapky protoplazmy.

Hlavní článek o těchto nových výzkumných nálezech zveřejnil časopis Nature.¹ To zásadní z této nové lekce? Organely se vzájemně propojují velmi komplikovanými způsoby. Nefungují jen jako izolované součásti, ale splétají se dohromady a spojují se. A tato jejich úzká spolupráce není náhodná.

Komplikovaná uspořádání různých způsobů spojování organel zahrnují způsob, jakým se endoplazmatické retikulum (tj. soustava vzájemně propojených miniaturních membránových cisteren a kanálků, která se nachází v cytoplazmě, pozn. překl.) dynamicky skládá kolem mitochondrií. Takto – a jedině tímto způsobem – mohou patřičně rychle vyměnit dostatek produktů, jako je vápník, lipidy a cukry, aby udržely buňku zdravou.

Další výzkum odhalil u několika organel tzv. super-kontaktní zóny. Tyto oblasti používají specifické vazby proteinů. Buněčná bioložka Laura Lacknerová ze Severozápadní univerzity v Evanstonu (Illinois, USA) řekla v časopise Nature: „To nám přináší zcela novou vrstvu prostorové organizace.“¹

Již nyní se buňky mohou chlubit ve své DNA nejhustěji kódovaným jazykem na světě a celou řadou přidaných genetických a epigenetických kódů,² a dokonce i chromozomální architekturou.³ A teď tato další novinka.

Časosběrné snímky obarvených buněčných částí (viz odkaz č.5)

Některé organely se dotýkají, oddělují se a pak se znovu setkávají v pohybech, které vědcům připomínaly něco jako tanec. Ale nemocné buňky vykazují poněkud narušené kontaktní vzory. Dr. Gökhan Hotamisligil z Harvardu řekl v časopise Nature: „To tedy nevypadá zrovna moc elegantně.“¹ Ale když Gia Voeltzová, buněčná bioložka z University Colorado v Boulderu ukazovala svým kolegům mikroskopická videa zobrazující tanec organel zdravých buněk, řekla: „Jako by to byli lidé, … neměla jsem tušení, že je všechno tak ucelené a krásné.“¹

Před lety, v roce 2017 tým buněčných biologů se sídlem v USA natočili u šesti samostatně zbarvených organel video,⁴ které poskytuje pohled na tento dynamický tanec.⁵ Kde se něco takového mohlo vzít?

Odpověď odhalila – možná nevědomky – bioložka z Wiezmannova institutu Maya Schuldinerová. Pro časopis Nature řekla: „Organela nemůže fungovat samostatně.“¹ To znamená, že ty příslušné organely – ale možná že úplně všechny – plus jejich vázací proteiny a protokoly musely vzniknout ve stejnou dobu.

Můžeme si to lépe ukázat na motoru automobilu. Všechny potřebné díly motoru mohou být na správném místě – písty, zapalovací svíčky, chladič atd. – ale pokud nejsou všechny vzájemně propojené, máme tu jen hromadu šrotu. Stejné je to i s tančícími organelami, které řídí živé buňky. Tyto buněčné části ale nezůstávají připevněné jedna k druhé, jako je tomu u motoru – ony spolu tančí v choreografických rytmech.

Tato zásada typu „všechno nebo nic“ na samém počátku, vyplývající z těchto nových objevů, silně ukazuje přímo na stvoření. Bioložka z Kalifornské univerzity v Davisu Jodi Nunnariová řekla pro časopis Nature: „Skutečně to vypadá jako nějaké funkční centrum, které si buňka vytvořila.“ To má ale háček tak, jako u motoru auta nikdo neviděl, že by si vytvářel své vlastní části, tak stejně to platí i u buněk. Tyto partnerské tance v buňkách vyžadují nadpřirozený zásah od samého počátku.

Odkazy

1. Dolgin, E. 2019. How secret conversations inside cells are transforming biology. Nature. 567(7747): 162-164.
2. Tomkins, J. Epigenetic Code More Complicated Than Previously Thought. Creation Science Update. Posted on ICR.org January 28, 2016, accessed March 29, 2019.
3. Thomas, B. Genomes Have Remarkable 3-D Organization. Creation Science Update. Posted on ICR.org November 15, 2010, accessed March 29, 2019.
4. Valm, A. M. et al. 2017. Applying systems-level spectral imaging and analysis to reveal the organelle interactome. Nature. 546 (7656): 162-167.
5. Valm, A. M. et al. 2017. Supplementary information. Video 1: Point-scanning confocal, 6-colour time-lapse images. Nature. 546 (7656): 162-167.