Biologie post mortem: Bakterie produkují enzymy, které rozkládají buňky i po smrti
Smrt nemusí být definitivní konec – nový výzkum ukazuje, že některé střevní bakterie využívají enzymy k rozkladu vlastních buněk po smrti, čímž poskytují živiny svým geneticky příbuzným.
Podle Darwinovy teorie přírodního výběru organismy vyvíjejí vlastnosti, které zvyšují jejich šance na přežití a rozmnožování. Smrt je proto v tomto kontextu vnímána nikoli jako evolucí formovaný proces, ale spíše jako neúspěch. Nicméně k tomu, aby mohla vznikat nová forma života, je třeba recyklovat molekuly mrtvých organismů.
Výzkum vedený profesorem Martinem Cannem z Durhamské University ukázal, že střevní bakterie z okruhu E. coli produkují enzymy, které po smrti rozkládají buněčný obsah na živiny. Tyto živiny následně využívají buňky, které se nacházely v blízkosti mrtvé bakterie během jejího života. Enzymem, který provozuje pozoruhodnou posmrtnou biologii je Lon proteáza.
Ten má v těle mnoho důležitých úkolů, mezi něž patří například rozpoznávání a likvidace nesprávně složených nebo poškozených proteinů, čímž pomáhá udržovat proteostázu (rovnováhu proteinů) v buňce. U bakterií pomáhá Lon proteáza v řízení buněčné odpovědi na stres a udržování kvality proteinů, a v neposlední řadě hraje důležitou roli i v různých onemocněních, například v neurodegenerativních poruchách, kde je ztráta proteostatické kontroly spojena s patogenezí (rozvojem chorobných změn).
Pohřební hostina
Výzkum, jehož závěr publikoval odborný časopis Nature Communications, také ukázal, že buňky, které těží z těchto živin, jsou často geneticky příbuzné mrtvé bakterii. To znamená, že bakterie poskytuje výživu svým „příbuzným“, podobně jako zvířata často krmí mladé členy svého společenství.
Zjištění podle vědců otevírá celou doposud neprobádanou oblast biologie a procesů, které probíhají po smrti organismu. Molekuly regulující tyto procesy by v budoucnu mohly být využity například v boji proti bakteriálním onemocněním nebo pro podporu růstu bakterií v biotechnologiích. Vědci také navrhují, že modelování těchto procesů pomocí statistické fyziky může přispět k navrhování systémů pro recyklaci v cirkulární ekonomice.
„Smrt zpravidla považujeme za konec, po níž se organismus stává pouze pasivním zdrojem živin. Naše studie ale ukazuje, že smrt není koncem biologických procesů naprogramovaných v organismu. Tyto procesy pokračují i po smrti a evoluce je mohla formovat tak, aby měly svůj účel. To zásadně mění pohled na smrt organismu,“ vysvětluje Cann.
