Larvy octomilky Drosophila melanogaster tolerují zmrznutí

Evoluční adaptace umožňující přežití organismu v promrzlém stavu jsou všeobecně považovány za velmi složité a komplexní. Touto schopností disponuje pouze několik málo druhů obratlovců (obojživelníků a plazů). Mezi bezobratlými živočichy je tolerance promrznutí mnohem rozšířenější a známe ji především u přezimujícího hmyzu. Naše skupina nedávno přinesla nové poznatky o základních fyziologických principech strategie tolerance promrznutí u subarktické mušky Chymomyza costata (Kostal et al., PNAS USA 108, 13 041- 046).

            V našem novém článku ukazujeme, že mechanismy odhalené u mušky C. costata jsou přenositelné také na octomilku – tedy na příbuznou mušku, ale s tropickým původem, bez valné evoluční zkušenosti s chladem, a s velmi nízkou přirozenou schopností tolerovat byť i mírné zchlazení. Zjistili jsme, že k přeměně od citlivosti k chladu na toleranci promrznutí stačí překvapivě jednoduché laboratorní manipulace. Larvy tropické octomilky Drosophila melanogaster poté přežívají za podnulových teplot i když zhruba polovina jejich tělních tekutin je přeměněna v ledové krystaly. K dosažení tohoto cíle je nutné zajistit dva fundamentální předpoklady: (a) zastavit larvální vývoj, a všechny s ním spojené chladově-citlivé procesy, pomocí nízkých neletálních teplot (kviescence), a (b) zvýšit tkáňovékoncentrace volné aminokyseliny l-prolinu pomocí krmení larev na dietě obohacené prolinem (kryoprezervace).

Košťál V., Šimek P., Zahradníčková H., Cimlová J., Štětina T. (2012). Conversion of the chill susceptible fruit fly larva (Drosophila melanogaster) to a freeze tolerant organism.Proceedings of the National Academy of Sciences USA doi:10.1073/pnas.1119986109