Domů     Vědci poprvé upravili chmel moderní technologií CRISPR
Vědci poprvé upravili chmel moderní technologií CRISPR
23.1.2021

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.
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.
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.
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
Související články
Věda a technika
Černý kašel: Probuzený zabiják!
Kašel může být suchý, vlhký, dráždivý, akutní či chronický, to všechno se dá ve většině případů zvládnout. Dokud tedy nepřidáme přívlastek černý, protože pak už jde do tuhého… Začne to jako běžné nachlazení, k horečce či zimnici se však brzy přidají prudké záchvaty kašle. Opakují se znovu a znovu a hned tak se jich nezbavíte. […]
Věda a technika
Nevyzpytatelný hluk: Trhá ušní bubínky, poškozuje orgány a umí i zabít!
Láva prýští do neuvěřitelné výšky, rozzuřená sopka vychrlí do ovzduší tuny prachu a na několik let ochladí planetu. Její dunění slyší desítky tisíc lidí a pro třicet z nich jde o poslední zvuky jejich životů. Řev je totiž daleko za únosnou mezí. Snad v každé učebnici přírodopisu stojí, že člověk vnímá zvuk v intervalu od 16 do 20 000 […]
Věda a technika
Kyselina chlorovodíková: Potřebná i nebezpečná
Mnozí z nás zřejmě vůbec nepřemýšlejí o tom, jak prudce jedovatá látka vzniká uprostřed jejich útrob, v žaludku. Žlázy, které se nacházejí v jeho stěně, denně vyprodukují 1,5 – 2 litry žaludeční šťávy, jež ve velkém množství obsahuje skutečně prudce jedovatou kyselinu chlorovodíkovou a rovněž i látky, které dokážou strávit bílkoviny a tuky. Silná žíravina […]
Věda a technika
Jak nejlépe zabezpečit dům? Bezpečnostní fólie, kování, zámky i kliky!
Věděli jste, že k 80 % vloupání dojde přes okna nebo balkonové dveře? Patří totiž k nejslabším článkům zabezpečení domu či bytu. Okno bez bezpečnostních prvků otevře zloděj během 10 sekund, a to tak neslyšně, že vás neprobudí, ani když spíte ve vedlejší místnosti. Jak zlodějům znesnadnit práci a cítit se doma opravdu v bezpečí? Okna patří k nejzranitelnějším […]
reklama
věda a technika
Stavba bez starostí a komplikací
Kde jsou ty doby, kdy majiteli pozemku stačilo nakoupit stavební materiál a mohl si postavit dům podle svého vkusu a svých potřeb. Dnes jsou stavebníci svázáni množstvím předpisů a nařízení, v nichž je složité se vyznat. Stále více lidí tak využívá služeb specializovaných firem, které se v džungli zákonů dokonale orientují. Abychom se vůbec mohli odvážit do […]
Používejte ochranné pracovní pomůcky!
Některá zaměstnání jsou z hlediska pracovního úrazu rizikovější než jiná. Pokud není možné tato zdravotní rizika eliminovat nebo je alespoň částečně omezit, musí zaměstnavatel zaměstnanci poskytnout osobní ochranné pracovní prostředky (OOPP). Co mezi ně patří? A opravdu vždy platilo heslo bezpečnost především? Osobní ochranné pracovní prostředky přesně definuje nařízení vlády č. 495/2001 Sb. Tyto prostředky musí […]
Horská dráha: Už Kateřina Veliká zbožňuje klouzání!
Některé se řítí rychlostí přes 200 km/hod. Jiné sviští ve výšce 139 metrů. Občas se ocitnete hlavou dolů. Ruská carevna by zírala, kdyby viděla, co vzešlo z její kratochvíle. Horské dráhy patří k nevyhledávanějším atrakcím zábavních parků po celém světě. Protože kdo by si nechtěl užít adrenalinovou jízdu a zažít chvíle čisté euforie. Zábava pro […]
Jak se měří inteligence: Dá se spočítat genialita?
Inteligence je základem pro myšlení, učení i přizpůsobivost a určuje, jak jsme v tomto ohledu výkonní. Ačkoliv by se mohlo zdát, že něco takového je obtížně měřitelné, lidstvo se o to už nějakou dobu se střídavými úspěchy pokouší. V druhé polovině 19. století psychologové věřili, že existuje přímá souvislost mezi velikostí lebky a inteligencí. To zpopularizovalo kraniometrii, […]
historie
Legendárního běžce Emila Zátopka zastavili komunisté
Emil Zátopek si běh na 42,2 kilometru střihne v roce 1952 v premiéře. Cílovou pásku protrhne jako první. Je vyčerpaný, ale na rozdíl od svého legendárního předchůdce neumírá. S nelehkým osudem kluka z chudé rodiny se Emil Zátopek (1922‒2000) nesmíří. V 16 letech se z rodné Kopřivnice odchází vyučit do Baťových obuvnických závodů ve Zlíně. Drsné podmínky Emila zocelí. V roce […]
Vytvořil kronikář Václav Hájek z Libočan spisek plný výmyslů?
Může se přeskočit vzteky. Oheň, který tancoval po malostranských střechách, sežehl na troud i jeho čerstvě vytištěné dílo. Pracoval na něm přitom tak dlouho. Kronika česká si bohužel najde svoje čtenáře až za další dva roky. Vrcholem kariéry Václava Hájka z Libočan (†1553) se v roce 1527 stává funkce děkana na Karlštejně a o šest později správcovství […]
Na dvoře českých králů nechyběla zábava. Smysl pro humor měl Václav II. i Jiří z Poděbrad
Historie není suchopárná. K životnímu stylu českých králů patří i rozptýlení. Nejenom důležitými politickými rozhodnutími živ je státník.   Velký smysl pro humor má i Přemyslovec Václav II. (1271‒1305). Jasně to dokazuje, když vydává žertovné privilegium písaři královské kuchyně Janu Vestfálskému. Uděluje mu: „Notářství o miskách a škopcích dřevěných spojené s desátkem z vyjedených mís a […]
Knoflík: Ozdoba i úkryt pro kontraband
Našim dávným předkům slouží dlouho hlavně jako ozdoba. Jednu dobu jsou knoflíky tak v módě, že jejich užívání musí zkrotit zákon. Během staletí se zalíbí pašerákům, politikům, sběratelům i budoucím nevěstám. A víte, kde byste měli hledat „hlavní město knoflíků“? Zapnout do dírky nebo provléct poutkem a je hotovo, o nic jiného přece nejde. Knoflíky […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
MIDO slaví výročí kolekce Ocean Star novými modely
iluxus.cz
MIDO slaví výročí kolekce Ocean Star novými modely
Švýcarská značka MIDO oslavuje 80. výročí populární kolekce Ocean Star, spjaté s podmořským světem. Do portfolia voděodolných hodinek nově přibyly přitažlivé modely s tenčím pouzdrem o velikosti 39 mm
Mlsala Sisi fialkové bonbony?
historyplus.cz
Mlsala Sisi fialkové bonbony?
Půvabný obličej vyniká alabastrovou pletí a lemuje ho hříva dlouhých a pečlivě česaných vlasů. Ve 2. polovině 19. století není v Evropě krásnější ženy, než je rakousko-uherská císařovna Sisi. Všechno ale má jeden háček. Svoje ústa nikdy nepromění v zářivý úsměv.   Svojí postavou a pletí je posedlá. Od svých 35 let nevystavuje obličej slunci. Zakrývá ho
V IKEMu provedli transplantaci pěti orgánů najednou
21stoleti.cz
V IKEMu provedli transplantaci pěti orgánů najednou
Lékaři z Institutu klinické a experimentální medicíny (IKEM) znovu přepsali dějiny medicíny. V rámci patnáctihodinové operace totiž pacientovi transplantovali hned pět orgánů najednou. Jmenuje se P
Skončila Hanychová v posteli s Jágrem?
nasehvezdy.cz
Skončila Hanychová v posteli s Jágrem?
Hodně zajímavou historku z minulosti odhalila exmodelka Agáta Hanychová (39). Ve svém internetovém pořadu prozradila, že měla pletky s legendárním hokejistou Jaromírem Jágrem (52)! Když jí bylo pou
Tajemství Albrechta Dürera: Co skrývá číselný kód v magickém čtverci?
enigmaplus.cz
Tajemství Albrechta Dürera: Co skrývá číselný kód v magickém čtverci?
Jeden z největších umělců evropské renesance, Albrecht Dürer, zanechal rozsáhlé dílo, z něhož nejzáhadnější je rytina Melencolia I. Kromě melancholické ženské postavy obsahuje řadu objektů, jejichž vý
Domácí kečup
nejsemsama.cz
Domácí kečup
Můžete ho dochutit podle potřeby. Pokud dáváte přednost pikantnějším chutím, přidejte chilli papričku, pokud raději chcete kečup aromatičtější, přidejte oblíbené bylinky. Ingredience 2 skleničky: ● 1 kg rajčat ● 2 jablka ● 1 cibule ● 1 lžíce lístků bazalky ● 70 g cukru ● 60 ml octa ● 60 ml vody ● 1 lžička soli ● 3 bobkové listy ● 5 kuliček pepře ● 5 kuliček
Jak nejšikovněji zařadit zeleninu na jidelníček?
panidomu.cz
Jak nejšikovněji zařadit zeleninu na jidelníček?
Že by zelenina měla mít na jídelníčku podstatnější roli, než tomu obvykle bývá, slýcháme často. A právě léto je obdobím, kdy se čerstvá zelenina dá nejsnáze upravit nebo uložit do zásoby. Máme pro vás pár šikovných tipů. Salát uchováme čerstvý celý týden tak, že listy rozebereme a vložíme do mikrotenového sáčku. Z lednice potom bereme
Citronová bábovka
tisicereceptu.cz
Citronová bábovka
Ozdobit ji můžete kandovanou kůrou z pomeranče. Suroviny šťáva a kůra z 1 citronu 4 vejce 100 ml oleje 160 g hladké mouky 1 balení vanilkového pudinkového prášku ½ prášku do pečiva 100 g k
Rozdělila nás jeho žena
skutecnepribehy.cz
Rozdělila nás jeho žena
Iva jsem potkala až po čtyřicítce. Do té doby jsem myslela, že každý chlap musí být jen prevít. On byl však jiný. Byla to náhoda. Ivo tenkrát dojel do hospody ve vsi, kde jsem byla na chalupě. Nečekané setkání Normálně jsem do těchto zařízení nechodila, pozvali mne však sousedé. S Ivem jsme do sebe vrazili na
Záhadný hrob XYZ: Kdo v něm leží?
epochalnisvet.cz
Záhadný hrob XYZ: Kdo v něm leží?
Na hřbitově v městečku Deep River v americkém Connecticutu stojí náhrobek s podivným nápisem XYZ. Podle místních patří neznámému muži, který se v roce 1899 pokusil vyloupit místní banku. Hrob 40 let navštěvuje záhadná žena zahalená v černé róbě, přesto dodnes nikdo netuší, kým onen kriminálník byl. Co se pokazilo při loupeži? A proč o muži nic nevíme?   Je
Hrad Zvíkov: Bezedná studnice nevysvětlitelných tajemství
epochanacestach.cz
Hrad Zvíkov: Bezedná studnice nevysvětlitelných tajemství
Majestátně se tyčí uprostřed ostrých skal u Orlické přehrady. Jeho krása i strategické postavení udivují návštěvníky dodnes. Pro badatele a záhadology je hrad Zvíkov něčím naprosto výjimečným. S každým novým poznatkem o gotickém hradě jsou paradoxně blíž světu tajemna. Zvíkov totiž skrývá několikerá tajemství a jejich vysvětlení rozhodně nehodlá dát snadno! První hodnověrné zmínky o
Svítidla povznesou interiér
rezidenceonline.cz
Svítidla povznesou interiér
Designové osvětlení je nejen základním prvkem interiéru, ale také klíčovým elementem, který ovlivňuje atmosféru a celkový dojem z prostoru. S rozvojem moderních technologií přicházejí nové možnosti, jak vytvářet jedinečné inovativní světelné scénáře. Svítidla přinášejí do bydlení estetiku, mohou sloužit jako umělecké dílo a stát se dominantou místnosti, zdůraznit architektonické prvky, vytvořit kontrast, nebo dodat prostoru