Vědci udělali první krok ke geneticky upravenému pivu, co má říz

Ještě hořčejší pivo by mohlo vzniknout díky vědcům z Biologického centra AV ČR. Jako první na světě upravili chmel pomocí moderní genetické technologie CRISPR, která umožňuje přesné zásahy do konkrétního genu. Zatím techniku úspěšně otestovali na genu důležitém pro výrobu listových barviv, v současnosti už ale pracují na genech, ovlivňujících tvorbu látek důležitých v pivovarnictví nebo farmaceutickém průmyslu. Zavedená technologie by tak mohla pomoci vyšlechtit užitečnější chmel pro budoucí generace.

Molekulární techniky umožňují stále přesnější genetické úpravy. Příkladem je metoda nazvaná CRISPR, pomocí níž vědci provádějí cílené zásahy do DNA – mohou vypnout či opravit určitý gen nebo změnit jeho sekvenci. Úpravu lze provést do posledního písmenka přesně. Pomocí ní vědci ve světě už modifikovali třeba rajčata, pšenici nebo ovocné dřeviny. „Chmel však doposud na seznamu chyběl,“ říká Tomáš Kocábek z Ústavu molekulární biologie rostlin Biologického centra AV ČR. A právě chmel otáčivý se odborníkům z tohoto pracoviště podařilo jako prvním s použitím technologie CRISPR pozměnit.

Změny v genu ovlivňujícím listové barvivo jsou patrné na první pohled. 

Badatelé si účinnost metody vyzkoušeli na genu, který kóduje klíčový enzym zajišťující výrobu listových barviv. Důvod pro jeho volbu byl jednoduchý – jeho vypnutí je na rostlině dobře vidět. Pokusný chměl měl bílé, případně mozaikovité listy.

Nyní se tým zaměří na cílené změny v genech zodpovědných za tvorbu hořkých kyselin, které jsou pro pivovarnický průmysl důležité. A dále takzvaných prenylovaných flavonoidů, jež působí mimo jiné proti rakovině, bakteriím a zánětům.

„Jsem rád, že se nám povedlo tuto metodiku zavést i pro chmel, u kterého navíc představuje určitou komplikaci fakt, že se jedná o vegetativně množenou plodinu,“ říká Praveen Awasthi, postdoktorand z Indie v Biologickém centru AV ČR a hlavní autor výzkumu. Tuto technologii už dříve použil u banánovníku.

Rostlina chmele otáčivého (vlevo) a experimentální rostlina s upraveným genem. 

Výsledky nové studie vědci publikovali v lednu 2021 v mezinárodním vědeckém časopise Plant Physiology and Biochemistry. „Technika CRISPR je zcela univerzální systém pro vše živé od mikroorganismů až po lidské buňky a přinese jistě spoustu zajímavých výsledků do budoucna, protože takto lze upravovat specificky zcela konkrétní geny, aniž bychom zasahovali do jiných oblastí genomu,“ vysvětluje Praveen Awasthi. Výhoda metody spočívá v tom, že se do organismu nemusejí vnášet cizí geny, jako je tomu u jiných geneticky modifikovaných organismů.

Šlechtění plodin pomocí genetických úprav je za určitých podmínek povoleno např. ve Spojených státech, Austrálii a Číně. Evropská unie nicméně veškeré organismy vytvořené inovativními biotechnologiemi, včetně CRISPR, reguluje. Vědci se vesměs shodují na tom, že konzumace geneticky upravených potravin nemá na lidské zdraví nežádoucí účinky. Zatím však chybí studie dlouhodobých zdravotních dopadů.

Biologické centrum AV ČR se v roce 2019 připojilo k iniciativě evropských vědců, kteří žádají Evropský parlament a Evropskou komisi o legislativní změnu, jež by metody jako je CRISPR povolila.

Tématu jsme se věnovali také v článku: Geneticky upravené plodiny mohou zachránit lidské životy, jejich použití ale brání strach

Připravil: Jan Klika, Divize vnějších vztahů SSČ AV
Foto: Tomáš Kocábek, Biologické centrum 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