Vědci nyní odhalili genetické tajemství jednoho z nejpozoruhodnějších takových organismů – houby, která mění mouchy v chodící mrtvoly.

Když v roce 1855 poprvé popsali houbu Entomophthora muscae, označili ji za „jeden z nejpodivnějších a nejzajímavějších jevů“ v přírodě. Nyní, o více než 150 let později, tato fascinace nepolevuje. Mezinárodní tým vědců vedený Jasonem E. Stajichem z Kalifornské univerzity v Riverside se ponořil do genetického kódu této pozoruhodné houby a výsledky jejich bádání jsou pozoruhodné.

E. muscae je houbový parazit specializovaný na mouchy. Není to však obyčejný parazit – dokáže ovládnout chování svého hostitele způsobem, který připomíná hororové zombie filmy: Infikovaná moucha je nucena vylézt na vyvýšené místo, roztáhnout křídla a zemřít. Toto „zombie“ chování umožňuje houbě efektivně rozptýlit své spory a nakazit další oběti.

Obří genom plný překvapení

Když vědci začali zkoumat genetickou výbavu E. muscae, čekalo je překvapení. Genom této houby je totiž gigantický – má velikost přes miliardu párů bází. Pro srovnání, lidský genom má asi tři miliardy párů bází. „Když jsme poprvé viděli velikost jejího genomu, mysleli jsme si, že muselo dojít k chybě,“ říká Stajich. „Je to jeden z největších houbových genomů, jaké známe.“

Co stojí za touto obří velikostí? Vědci zjistili, že velkou část genomu tvoří takzvané transpozony – genetické elementy, které se mohou přesouvat z jednoho místa na druhé. Tyto „skákající geny“ tvoří až 40 % celého genomu E. muscae.

„Genom E. muscae připomíná obrovskou knihovnou plnou knih. Ale místo aby byly knihy pěkně seřazené, neustále mění své místo,“ vysvětluje Stajich. „Tato genetická nestabilita může být klíčem k rychlé adaptaci houby na nové hostitele.“

Zbraně houbového zabijáka

Genom E. muscae odhalil i další zajímavosti. Vědci našli geny pro enzymy, které houbě umožňují efektivně rozkládat tělo mouchy. Například gen pro trehalázu – enzym štěpící trehalosu, hlavní cukr v hmyzí krvi. E. muscae má těchto genů výrazně více než příbuzné druhy hub.

„Je to jako by si E. muscae vyvinula celou sadu specializovaných nástrojů na zpracování much,“ říká spoluautorka studie Carolyn Elya z Harvardovy univerzity. „Každý nástroj je perfektně uzpůsobený pro konkrétní úkol při rozkladu těla hostitele.“

Zajímavé je, že genom E. muscae obsahuje i geny podobné těm, které u jiných hub řídí cirkadiánní rytmy – vnitřní biologické hodiny. To by mohlo vysvětlovat, proč infikované mouchy umírají v přesně načasovaných intervalech, obvykle za soumraku.

Záhada zombie chování

Jednou z největších záhad zůstává, jak přesně E. muscae ovládá chování svého hostitele. Vědci našli několik kandidátních genů, které by mohly hrát roli v této „kontrole mysli“, ale přesný mechanismus zůstává nejasný.

„Je to, jakoby houba hacknula operační systém mouchy,“ vysvětluje Elya. „Víme, že k tomu dochází, ale ještě přesně nevíme, jaký kód k tomu houba používá.“

Studie odhalila, že E. muscae má unikátní sadu genů pro sekreci různých proteinů. Tyto proteiny by mohly být „chemickými posly“, které houba vysílá do nervového systému mouchy, aby ovlivnila její chování.

Zatímco vědci pokračují v rozluštění tohoto genetického hlavolamu, vyvstává znepokojivá otázka: Pokud může houba tak dokonale ovládnout mouchu, jaké další organismy by mohly být zranitelné vůči podobné manipulaci?

Evoluce na steroidech

Obecně platí, že paraziti mají tendenci zjednodušovat své genomy a zbavovat se nepotřebných genů. E. muscae a její příbuzní však jdou opačným směrem.

„Zdá se, že tyto houby hrají evoluční hru s úplně jinými pravidly,“ říká Stajich. „Místo minimalizace svého genomu ho nafukují do obřích rozměrů. Je to fascinující příklad alternativní evoluční strategie.“

Vědci spekulují, že velký a dynamický genom může E. muscae poskytovat evoluční výhodu. Umožňuje jí rychle se přizpůsobovat novým hostitelům a čelit obranným mechanismům much.

Najdeme řešení, lék nebo zbraň?

Odhalení genomu E. muscae otevírá dveře k dalšímu výzkumu. Vědci doufají, že lépe pochopí mechanismy, jakými houba ovládá své hostitele. To by mohlo vést k novým způsobům kontroly škůdců v zemědělství nebo dokonce k vývoji nových léků ovlivňujících chování. Potenciál zneužití takového výzkumu je ovšem také obrovský.

E. muscae nám ukazuje, jak málo toho víme o světě hub. A podobné objevy odborníky nutí přehodnotit dosavadní chápání života a jeho evoluce. Kdo ví, jaká další překvapení na nás v říši hub ještě čekají...