Úspěch v žádosti o prestižní grant na základní výzkum od Human Frontier Science Program, kterých dosud získali čeští vědci jen několik, si může připsat vývojový biolog Peter Fabian z přírodovědecké fakulty. Spolu s kolegy z Maďarska a Japonska bude zkoumat evoluci unikátního dýchacího orgánu ryby jménem Rájovec dlouhoploutvý. Význam uděleného grantu ilustruje fakt, že ve vícestupňovém hodnocení mezinárodní komise uspějí asi jen čtyři procenta žádostí. Úspěšný tým získá financování ve výši 400 tisíc amerických dolarů ročně po dobu tří let.
Ryba, která dýchá i jinak než žábrami
Oceněný projekt se zaměřuje na základní výzkum evoluce dýchacích strategií u ryb, přičemž hlavním objektem studia je Rájovec dlouhoploutvý (Macropodus opercularis). „Zatímco lidé dýchají plícemi a ryby žábrami, některé druhy ryb si vyvinuly unikátní orgány, které jim umožňují dýchat jiným způsobem. Rájovec si vytváří speciální labyrintový orgán, který mu pomáhá efektivněji zpracovávat kyslík. Tento orgán představuje fascinující evoluční adaptaci, která může přinést zásadní poznatky o tom, jak se organismy přizpůsobují extrémním podmínkám. Naším cílem je pochopit mechanismy vzniku tohoto orgánu, faktory ovlivňující jeho vývoj i jeho biologický význam,“ říká Peter Fabian.
Zajímavý je postup, který musí rájovci absolvovat při vývoji tohoto specifického orgánu. Rájovci se nejprve vyvinou žábry jako u běžných ryb, následně ale potřebuje získávat kyslík ze vzduchu, aby se mu mohl plně vyvinout specifický dýchací orgán. Pokud se tak nestane, ryba postupně chřadne a nakonec umírá. Pro její přežití je proto tento orgán nezbytný. „Naším cílem je porozumět tomuto principu. Chceme vědět, proč je tento mechanismus tak důležitý a jaký má skutečný význam pro život a fungování této ryby,“ doplňuje Fabian. Z dospělé ryby vědci izolují buňky labyrintového dýchacího orgánu a budou zkoumat, co se v nich odehrává. Získané informace pak porovnají s běžnou rybou, jako je zebřička čili Dánio pruhované, které využívají jako modelový organismus. Výzkumníci mohou také simulovat, co by se stalo, kdyby v zebřičce, která speciální dýchací orgán nemá, vytvořili některé faktory produkované v labyrintovém orgánu. „Tak bychom mohli zjistit, zda by se nevytvořila podobná struktura. Tento přístup nám napomůže lépe pochopit mechanismy, které stojí za vznikem tohoto jedinečného dýchacího orgánu.“
Na výzkumu spolupracují tři laboratoře. Brněnský tým pod vedením Fabiana bude zajišťovat sekvenování a analýzu buněk, v maďarské skupině vznikají vývojové studie ryb a japonští vědci a vědkyně se budou věnovat evoluční biologii a širšímu pohledu na adaptace organismu. Projekt tak umožní nejen hlubší pochopení evolučních procesů, ale také propojení špičkových laboratoří napříč kontinenty, protože je určen pro tvorbu zcela nových týmů, vybavení laboratoří nebo pořádání sympozií a cestování vědců a vědkyň mezi zapojenými institucemi.
