Jaká spojitost existuje mezi kukuřicí a genetickými poruchami u lidí? Odpověď přináší mezinárodní skupina vědců, zahrnující také odborníky z Olomouce, kterým se jako prvním na světě podařilo „rozlousknout“ dědičnou informaci B chromozomu u kukuřice.

Ambiciózní studie vědců, jejíž výsledky byly zveřejněny v uznávaném časopise Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), si pohrává s myšlenkou, že by díky novému objevu bylo možné objasnit mechanismy vzniku některých genetických poruch.

Představa to není tak úplně nerealistická. Věda jde mílovými kroky kupředu a i obyčejná kukuřice může vnést do světa nové poznatky.

Na výzkumu spolupracovali američtí badatelé z Missoury a Georgie, čínští odborníci z Čínské akademie věd a čeští výzkumníci z olomoucké laboratoře Ústavu experimentální botaniky (ÚEB) Akademie věd ČR.

Mimo Mendelovy zákony dědičnosti

U celé řady organismů, rostlin a živočichů se vyskytují tzv. B chromozomy, jejichž počet v buňkách není stálý, tudíž se bez nich organismy bez problému obejdou.

Pro B chromozomy je charakteristické, že nepodléhají Mendelovým zákonům dědičnosti, tedy že se nedělí rovnoměrně do pohlavních buněk. Ve spermatických buňkách jsou pak přítomny různé počty B chromozomů. „O B chromozomech dosud nemáme příliš mnoho informací.

Jsem nesmírně rád, že se nám jako prvním na světě podařilo přečíst dědičnou informaci B chromozomu u kukuřice. Tento výsledek je o to cennější, že je to vůbec první referenční sekvence B chromozomu v celé rostlinné říši.

Vědcům se tak otevírají další možnosti zkoumání těchto zajímavých chromozomů s mimořádnými vlastnostmi,“ sdělil Jan Bartoš, vedoucí výzkumné skupiny olomouckého pracoviště ÚEB.

Specifické rysy

Jelikož B chromozomy nepodléhají zákonům dědičnosti a nejsou přítomny u všech zástupců daného druhu, museli si odborníci při svém výzkumu vypomoct speciální linií kukuřice.

Přestože si olomoucká laboratoř z celosvětového hlediska v oblasti třídění chromozomů stojí velmi vysoko, i tak byla pro vědce práce kvůli miniaturní velikosti B chromozomu poměrně obtížná.

„Nejprve jsme přečetli celý genom kukuřice a až pak jsme z něj vybrali sekvenci B chromozomu. Díky tomu se nám podařilo najít oblasti genů, které mohou ovlivňovat jeho chování,“ vysvětlil Nicolas Blavet, jenž se na výzkumu podílel.

Výzkum není ani zdaleka u konce, stále zbývá mnoho k prozkoumání „Budeme se snažit přijít na to, co ovlivňuje specifické vlastnosti B chromozomu a které geny s nimi souvisí.

Už teď víme, že jeden z nich bude způsobovat právě takzvanou nondisjunkci, tedy nerovnoměrné rozdělení B chromozomů do pohlavních buněk,“ prohlásil Bartoš.

Jak to mají rostliny?

Jan Bartoš je přesvědčen, že závěry studie, k nimž došly, by mohly hrát klíčovou roli v objasnění evoluce dědičné informace u rostlin. Tzv.

nondisjunkce (proces chybného rozestupu chromozomů při mitóze nebo meióze) nese zodpovědnost za spoustu genetických poruch rovněž u člověka, např. Downův syndrom.

Pokud by se podařilo vysvětlit principy tohoto mechanismu u rostlin, pak by vědci dokázali popsat, proč k těmto poruchám dochází také u lidí. Jeden klíč by tak mohl otevřít vícero dveří.