Skip to content

Vědci poprvé upravili chmel moderní technologií CRISPR

Více léčivých látek a hořkých kyselin v chmelu chtějí docílit vědci z Biologického centra Akademie věd ČR (BC AV ČR). Jako první na světě upravili chmel pomocí nejmodernější genetické technologie CRISPR, která umožňuje velmi přesné úpravy konkrétního vybraného 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 lepší a užitečnější chmel pro budoucí generace.

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

Co je nejlepší?

Už od počátku zemědělství lidé vybírali k dalšímu pěstování jen ty nejlepší rostliny nebo jejich semena. Postupně pak člověk začal tyto nejlepší kusy mezi sebou úmyslně křížit s cílem nakombinovat nejlepší vlastnosti křížených odrůd do jedné.

To je ale poměrně zdlouhavý a ne vždy úspěšný proces. Moderní člověk se proto nespokojil s vlastnostmi, které rostliny už měly, a začal je zkoušet vylepšit pomocí změn (mutací) v genech, které tyto vlastnosti kódují – např.

ozařováním nebo pomocí chemických mutagenů. „Dnes je registrováno a využíváno přes 3000 druhů takto vyšlechtěných odrůd, např. sladovnický ječmen Diamant, jahodník Vanda s odolností k plísni šedé, jabloň James Grieve Double Red, nebo třeba Bor – radiační odrůda chmele,“ vysvětluje Tomáš Kocábek, který se na Ústavu molekulární biologie rostlin BC AV ČR výzkumu genetických modifikací chmele věnuje.

Tento typ šlechtění připomíná ale spíše střelbu na slepo, protože mutace vznikají náhodně ve všech genech, což výběr nově vylepšené a zároveň životaschopné odrůdy ohromně ztěžuje.

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

S rozvojem molekulárních technik se proto věda snažila o to nejen poznat, které geny jsou za tu kterou vlastnost zodpovědné, ale také vymyslet techniku, která by umožnila precizní změny pouze v jednom konkrétním genu.

V roce 2012 bylo ukázáno, že právě takovou možnost nabízí bakteriální „imunitní“ systém CRISPR/Cas, se kterým je možno v konkrétním genu provést změnu do posledního písmenka přesně. Seznam rostlin upravených touto technologií se dnes neustále rozrůstá od modelových rostlin až po hospodářsky využitelné plodiny, jako je rajče, pšenice či ovocné dřeviny.

„Chmel však doposud na seznamu chyběl,“ dodává dr. Kocábek. A právě chmel otáčivý (Humulus lupulus L.) se vědcům z Ústavu molekulární biologie rostlin BC AV ČR podařilo jako prvním s použitím technologie CRISPR/Cas upravit.

Za svůj první cíl si vybrali modelový gen pro klíčový enzym zajišťující výrobu listových barviv – jeho vypnutí je totiž na rostlině ihned vidět.

Je třeba vše důkladně vyzkoušet

Pokusné rostliny měly zcela bílé, případně mozaikovité listy, a úspěšnost prvního testu a zacílení do genu potvrdily i molekulární analýzy. „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, indický post-doktorand na Biologickém centru a hlavní autor studie, který tuto technologii již dříve použil u banánovníku.

Výsledky vědci publikovali v lednu 2021 v mezinárodním vědeckém časopise Plant Physiology and Biochemistry. Nyní se tým zaměří na cílené změny v genech zodpovědných za tvorbu hořkých kyselin, důležitých v pivovarnictví, nebo tzv.

prenylovaných flavonoidů, které působí mimo jiné proti rakovině, bakteriím a zánětům.

Laboratorní experiment probíhal v kontrolovaných podmínkách in vitro.

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 přínosy nové metody Praveen Awasthi.

Nesporné výhody přináší tato metoda rovněž v tom, že se do organismu nemusí vnášet cizí geny, jako je tomu u GMO. V Evropské unii jsou však od roku 2018 rozhodnutím Evropského soudního dvoru veškeré organismy vytvořené inovativními biotechnologiemi, včetně CRISPR, regulovány dle právních nařízení vztahujících se ke GMO, a restriktivní předpisy EU tak prakticky znemožňují komerční využití takto upravených rostlin.

Biologické centrum AV ČR se v roce 2019 připojilo k iniciativě evropských vědců, kteří znovu žádají Evropský parlament a Evropskou komisi o legislativní změnu, která by použití těchto metod umožnila.

Foto: T. Kocábek, BC AV ČR
Právě v prodeji
Sdílej!
Komentáře
Další články z rubriky Věda a technika
Zobrazit více …

Nenechte si ujít další zajímavé články

Čekají ji vážné problémy v práci?
nasehvezdy.cz

Čekají ji vážné problémy v...

Když moderátorka zpráv Eva Perkausová...
Kanceláře udržitelně a bez uniformity
rezidenceonline.cz

Kanceláře udržitelně a bez...

Nové sídlo švýcarské hodinářské firmy Swatch v Bielu...
Praktici jsou připraveni, systém nikoliv
21stoleti.cz

Praktici jsou připraveni,...

Snažíme se o systém – březen ale bude čistá...
Festka slaví dekádu existence limitovanou edicí X
iluxus.cz

Festka slaví dekádu...

V rámci oslav svého desetiletého výročí vyrobila Festka...
Z kovového disku prý vystoupili drobné cizí bytosti. Podivuhodný příběh farmáře z Córdoby
enigmaplus.cz

Z kovového disku prý vystoupili...

Zajímavý a bezesporu záhadný příběh se odehrál...
12 nejkrásnějších přírodních zázraků České republiky
epochanacestach.cz

12 nejkrásnějších přírodních...

Abychom viděli přírodní...
České Holandsko: Naše nejhezčí větrné mlýny
epochanacestach.cz

České Holandsko: Naše nejhezčí...

Větrným mlýnům přála...
Den vzácných onemocnění
21stoleti.cz

Den vzácných onemocnění

Den vzácných onemocnění se koná každoročně poslední...
VIDEO: Nahrávka má zachycovat jezerní monstrum z Kanady
enigmaplus.cz

VIDEO: Nahrávka má...

Záběry zveřejněné na začátku...
Nejste samozřejmost
nasehvezdy.cz

Nejste samozřejmost

Pokud vždy dáváte 100 % ať už v lásce, přátelství nebo...
Buddhův zub aneb nejmocnější artefakty na světě
enigmaplus.cz

Buddhův zub aneb nejmocnější...

Slyšeli jste někdy o Chrámu Buddhova zubu?...
Do Zoo Liberec dorazila dvojice tropických ještěrů
epochalnisvet.cz

Do Zoo Liberec dorazila dvojice...

Pavilon tropů v liberecké zoo má nové obyvatele. Z...