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.
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.
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.
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.
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).
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).
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.
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.
