Forskere løser gåten om cellenes kraftverk

For første gang har forskere klart å kopiere et av evolusjonens største tigersprang: Utviklingen av mitokondrier, som gir cellene våre energi.

Shutterstock

Amerikanske forskere har kopiert et viktig sprang i evolusjonshistorien – opprinnelsen til cellenes kraftverk, som kalles mitokondrier.

Kraftverkene befinner seg utenfor cellekjernen, er omsluttet av en membran og inneholder sitt eget DNA, så de ligner små, selvstendige organismer – noe de antagelig også var en gang.

Samarbeid skapte nye livsformer

Biologene har en teori om at mitokondrienes forgjengere var bakterier som ble fanget inn av andre celler for omkring 1,5 milliarder år siden, da det bare fantes encellet liv på jorda.

De to mikroorganismene smeltet sammen og begynte et samarbeid som skulle få enorm betydning for evolusjonens videre forløp. Samarbeidet førte nemlig til de såkalte eukaryote cellene, som alle flercellede livsformer er bygget opp av.

Forskerne fikk kolibakterier til å fungere som mitokondrier i gjærceller i over 40 generasjoner. Pilen peker på colibakterier (lilla) i en gjærcelle.

© Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

Forskere fra Scripps Research Institute i California i USA har nå etterlignet prosessen ved å sette inn kolibakterier i gjærceller og manipulere en rekke gener i begge parter, slik at de ble avhengige av hverandre.

Gjærcellene ble satt ut av stand til å produsere energimolekylet ATP, slik at de trengte bakterienes energiforsyning, mens bakteriene ble satt ut av stand til å produsere B-vitamin og nå var avhengige av å få vitaminene levert fra vertscellen.

Slik skapte forskerne energi i cellene:

1. Bakterie blir berøvet B-vitamin

En kolibakterie (rød) genmodifiseres slik at den ikke kan produsere B-vitamin og får tilført beskyttende proteiner i cellemembranen.

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

2. Gjærcelle mangler energi

En gjærcelle (stor blå) manipuleres slik at mitokondriene (liten blå med kryss over) settes ut av drift. Cellen kan derfor ikke produsere den nødvendige energien.

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

3. Fiender blir venner

Forskerne setter kolibakterien inn i gjærcellen. Normalt ville cellen bryte ned bakterien, men de beskyttende proteinene gjør at det ikke skjer.

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

4. Bakterie forsyner gjærcelle med energi

Colibakterien og gjærcellen inngår et samarbeid der gjærcellen får energi fra bakterien i form av ATP-molekyler (små røde kuler).

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

5. Gjærcelle forsyner bakterie med vitaminer

Gjærcellen og colibakteriens samarbeid betyr også at bakterien får de B-vitaminene den ikke kan danne (små blå kuler).

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

6. Symbiosen går i arv

Bakterie og celle kan ikke unnvære hverandre og fungerer nå som én organisme. Symbiosen mellom dem gis videre når cellen deler seg og skaper nye generasjoner.

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

Cellene var svekkede bakterier

Eksperimentet ble til slutt vellykket, og organismene inngikk nå i den symbiosen som fungerer i cellene våre i dag. Samarbeidet i cellen ble gitt videre til de neste 40 generasjonene når cellene delte seg.

Eksperimentet beviser at forløperen for våre egne celler kan være svekkede bakterier og primitive celler som fant veien inn i et gjensidig samarbeid for 1,5 milliarder år siden.

Les også:

Cross section of intestines
Kroppen

Tarm: Kjenn deg selv etter tarmtype

2 minutter
Kroppen

Tarmbakterier kan avsløre alderen din

1 minutt
Mavefedt
Kroppen

Nanoplaster oppløser fettvalker på mus

1 minutt
Mest populære

Logg inn

Feil: Ugyldig e-postadresse
Passord er påkrevd
VisSkjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klikk her

Ny bruker? Få adgang nå!