Solun voimala syntyi uudestaan laboratoriossa

Tutkijat ovat ensimmäisen kerran onnistuneet jäljittelemään sitä pitkää kehitysloikkaa, jonka ansiosta solut saivat mitokondrioiksi kutsutut energiantuotantolaitoksensa.

Tutkijat ovat ensimmäisen kerran onnistuneet jäljittelemään sitä pitkää kehitysloikkaa, jonka ansiosta solut saivat mitokondrioiksi kutsutut energiantuotantolaitoksensa.

Shutterstock

Yhdysvaltalaistutkijat matkivat kehityshistoriallisesti merkittävää tapahtumaa: soluhengityksestä vastaavien soluelinten syntymistä.

Nämä tuman ulkopuolella sijaitsevat mitokondriot vapauttavat ravinnon energiaa solun käyttöön ja sisältävät ulko- ja sisäkalvojen lisäksi omaa perintöainesta. Koska mitokondrio muistuttaa pieneliötä, se juontunee itsenäisestä solusta.

Yhteistyö loi uutta elämää

Mitokondrion kehityksen uskotaan alkaneen toisen solun vangitsemasta bakteerista noin 1,5 miljardia vuotta sitten, jolloin maapallolla oli ainoastaan yksisoluisia eliöitä.

Pieneliöiden yhteensulautuminen johti tiiviiseen yhteistyöhön, jolla oli kauaskantoiset vaikutukset evoluutioon. Sen tuloksena syntyivät eukaryootit eli aitotumaiset solut, joista kaikki monisoluiset eliöt koostuvat.

Tutkijat saivat hiivasoluihin siirretyt kolibakteerit toimimaan mitokondrioina, jotka periytyivät sukupolvelta toiselle. Nuoli osoittaa kolibakteeriin (violetti) hiivasolussa.

© Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

Kalifornialaisessa Scrippsin tutkimuslaitoksessa jäljiteltiin historiallista tapahtumasarjaa siirtämällä kolibakteereja hiivasoluihin ja manipuloimalla molempia geneettisesti niin, että osapuolet tulivat toisistaan riippuvaisiksi.

Hiivasolut menettivät kykynsä tuottaa runsasenergiaista yhdistettä adenosiinitrifosfaattia (ATP) ja joutuivat siksi turvautumaan bakteerien energiantuotantoon. Bakteerien oli puolestaan pakko turvautua isäntäsoluun puuttuvan B-vitamiinin takia.

Näin tutkijat loivat energiaa soluissa:

Solut olivat heikentyneitä bakteereja

Onnistumisesta kertoi bakteerin ja hiivan solmima symbioottinen suhde, joka vastaa solun ja siinä toimivan mitokondrion välistä yhteistyötä. Ominaisuus välittyi jakautumisten myötä seuraaville 40 sukupolvelle.

Tutkimuksen mukaan solujemme edeltäjät saattoivat hyvinkin olla heikentyneitä bakteereja ja alkeellisia soluja, jotka lyöttäytyivät yhteen suunnilleen 1,5 miljardia vuotta sitten.