Olomoučtí vědci rozluštili funkci důležitého genu u rostlin

Rostlinní genetici z olomoucké laboratoře Ústavu experimentální botaniky AV ČR popsali jako první na světě funkci dvou genů huseníčku rolního a jejich vliv na vlastnosti této modelové rostliny. O jejich práci, která by se dala využít v praxi, informuje prestižní časopis Plant Cell.

Vědecká skupina z Centra strukturní a funkční genomiky rostlin Ústavu experimentální botaniky AV ČR, které je součástí Centra regionu Haná pro zemědělský a biotechnologický výzkum, studovala pod vedením Aleše Pečinky jeden ze tří takzvaných SMC komplexů, podílejících se na uložení chromozomů v buněčném jádře huseníčku rolního: „Rostlina má téměř 30 tisíc genů, což je více než u člověka. U mnoha z nich už jejich funkci známe, o jiných toho ale mnoho nevíme. Vytipovali jsme dva dosud nepoznané sesterské geny, u kterých jsme předpokládali, že jsou součástí SMC5/6 komplexu, a snažili se objasnit, jakou mají roli.“


Částečné vyřazení funkce nově popsaného genu NSE4A vede ke zpomalenému růstu, což se projevuje např. kratšími kořínky. Úplné vyřazení funkce genu NSE4A je letální (pro rostlinu smrtelné).

Výsledek čtyřleté práce předčil podle Aleše Pečinky veškerá očekávání: „U jednoho z genů jsme zjistili, že je schopný opravovat chyby v dědičné informaci. Jde o zásadní zprávu. Znamená to totiž, že je nezbytný pro život rostliny. Mimořádné je, že se podílí také na vývoji semen. Toho by se v budoucnu dalo využít v praxi – konkrétně při aplikaci nejnovějších biotechnologických metod ve šlechtění.“

Přestože oba geny vzniky zdvojením jediného genu před asi 30 miliony lety, druhý zkoumaný gen funguje jinak: „Náš výzkum vyloučil, že by se podílel na opravách dědičné informace. Předpokládáme ale, že pravděpodobně souvisí s jejím kopírováním,“ dodává Aleš Pečinka.

Na výzkumu, který zahájili vědci v kolínském ústavu Maxe Plancka v Německu, se podílela také další prestižní zahraniční pracoviště – například Tokyo University of Science nebo University of Zürich.

Základní výzkum přispěje k novým odrůdám plodin
Podle vedoucího laboratoře a laureáta Národní ceny vlády Česká hlava Jaroslava Doležela práce ukázala, jak podstatný je ve vědě základní výzkum: „Na začátku kolegové samozřejmě netušili, že právě tento gen bude tak důležitý. Odhalili ale jeho zásadní význam pro stabilitu dědičné informace rostlin a zároveň popsali mechanismy, které půjde využít ve šlechtění. Nakonec tak může původně necílené studium pozoruhodného genu přispět ke vzniku nových odrůd plodin s vyššími výnosy. Důkazem významu těchto výsledků je jejich zveřejnění v prestižním časopise Plant Cell, který publikuje jen ty nejpodstatnější výsledky.“

Olomoučtí vědci hodlají ve výzkumu huseníčku rolního pokračovat. Kromě toho, že se pokusí detailněji objasnit funkci druhého genu, budou se i nadále zabývat funkcí celého SMC5/6 komplexu při vývoji semen a rostlinných pohlavních buněk.

Vědci z olomoucké laboratoře Ústavu experimentální botaniky AV ČR studují dědičnou informaci rostlin. Snaží se lépe poznat funkci buněčného jádra, chromozomů a genů, které určují důležité vlastnosti rostlin. Toto poznání je klíčové, protože pouze využíváním nejnovějších technologií půjde získat zemědělské plodiny, které zvládnou změny klimatu, poradí si se suchem, škůdci nebo chorobami, a přitom budou kvalitní a výživné.

O práci olomouckých vědců více také v časopise A / Věda a výzkum.



Připravili: Luděk Svoboda, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, a Radoslava Kvasničková, Ústav experimentální botaniky AV ČR
Foto: Ústav experimentální botaniky AV ČR

Přečtěte si také

• Evoluce věčně živá. V čem tkví podstata biologické rozmanitosti?
• Pozor na klíšťata v městských parcích, jsou nebezpečná, varují odborníci
• Unikátní rozmnožování skokanů z Moravy potvrdili vědci i u dalšího druhu žáby
• Embrya parazitických ryb hořavek se naučila přemet, který jim umožňuje přežít
• Na světě klesá počet velkých šelem – vymírání čelí například levharti
• Vědec chce rozlousknout záhadu rozmanitosti přírody za pomoci mušek octomilek
• Rostliny se mohou přizpůsobit klimatickým změnám, aniž by změnily svoji DNA
• Ekosystémové stanice: tiší strážci zkoumají „dech“ krajiny a dopady změn klimatu
• Vědci předkládají zajímavou teorii: křídla hmyzu se mohla vyvinout z žaber
• Třetina světa v posledních dekádách citelně vysychá, zjistili vědci z CzechGlobe