„Svatý grál rostlinných biologů“ nalezen

Více než 70 let biologové pátrali po molekulárním základu signálu, který rostlinám říká, kdy je čas kvetení. Nyní konečně genetici dostali nástroj, kterým mohou "ušít" farmářům rostliny "na míru“ podle příslušných zeměpisných šířek...

George Coupland (Německo), vedoucí evropského týmu, který odhalil funkci FT genu.

Odhalení mechanismu kvetení může přispět k ovlivňování úrody v různých podmínkách. Jde o poznatek, který je zvláště zajímavý v souvislosti opatřeními, která budou schopná reagovat na vrtochy podnebí spojené s globálním oteplováním Země.

Od třicátých let minulého století si vědci všímali toho, že rostliny nějak dokáží vnímat roční období podle množství a délky denního světla a že si podle toho určují, kdy je ten „správný čas“ vyrazit do květu. Signál, který hledali a který to všechno měl spouštět, dali jméno „florigen“. Až dosud jej hledali marně.

Ko Shimamoto (Japonsko), vedoucí druhého týmu, potvrdil úlohu FT genu na rýži.

Nyní dva výzkumné týmy, nezávisle na sobě, oznámily, že florigen našly. Tou mysteriózní látkou je protein produkovaný genem označeným Flowering locus T , nebo zkráceně také „FT“. Přeložit se to dá jako „T místo pro kvetení“, přičemž místem je míněna lokalizace na DNA.

Jeden z týmů, který objev oznámil, je z Evropy. Vedoucím tohoto týmu je George Coupland z Max Planck Institute. Tato německá skupina okolo Couplanda na objevu úzce spolupracovala s vědci z anglické Imperial College, kde je vedoucí osobností Colin Turnbull. Spojený německo-anglický evropský tým na úlohu proteinu řízeného FT genem přišel tak, že při svém bádání použil genetický trik. Ten spočíval v upravení rostliny tak, že v ní na FT protein „přilepili“ zelenou barvičku (zeleně fluoreskující protein z mořských medůz). To vědcům umožnilo sledovat osud tohoto genového produktu v rostlině. Snadno pod UV osvětlením zjistili, kdy se produkt genu začíná tvořit i to, kam cestuje. Svoje pokusy dělali na oblíbené modelové rostlině genetiků, na huseníčku.

Zvětšit obrázek

GM rostlinou se zeleně značeným proteinem, na níž se roubovala nekvetoucí rostlina byl v Evropě huseníček.

Roubování
Na rostlinu, která byla geneticky upravena tak, že dokázala tvořit svítící FT protein, výzkumníci naroubovali stonek mutanta, kterému FT gen chyběl. Tato druhá rostlina pochopitelně kvetení nebyla schopna a množila se jen vegetativně.

Naroubováním těchto dvou rostlin na sebe si vědci ověřovali, jestli svítící protein přestoupí do naroubovaného kousku rostliny a pokud ano, co v ní vyvolá. Ukázalo se, že svítící protein je přesně tím co hledali. Nejen, že protein do naroubované rostliny prostoupil ale u rostliny, která nikdy nekvetla, okamžitě spustil tvorbu květů.

Ve stejné době, kdy se Evropanům podařilo výzkum dokončit, stejných výsledků dosáhl i jiný tým v Japonsku. Ten vedl Ko Shimamoto z Nara Institute of Science and Technology. Jejich pokusy, i když se konaly na opačném konci Země (pokusy probíhaly v japonském městě Ikoma), byly prakticky shodné. Rozdíl byl jen v tom, že Japonci nepracovali s huseníčkem, nýbrž s rýží.

Zvětšit obrázek

Jan Zeevaart (USA): „Tento mechanismus bude společný všem rostlinám“.

Komentáře
Americký genetik Jan Zeevaart z Michiganské státní university věc komentoval slovy: „Nalezení toho samého florigenu u dvou tak geneticky vzdálených druhů rostlin svědčí o tom, že tento mechanismus bude společný všem rostlinám“.

Není to ale poprvé, co FT gen je středem pozornosti. V posledních letech několik pracovišť zjistilo, že tento gen je zapnut v tkáni listu až poté, co denní světlo dosáhne určité délky. Nikdo si ale dosud nebyl jist, zda tím, co cestuje z listů až do vrcholových struktur rostlin, kde dává rozkaz ke kvetení, je skutečně tento FT protein, nebo zda to je nějaká jiná molekula. Nyní v tom je konečně jasno.

Slepý výstřel
V roce 2005 se zdálo, že švédský tým bude tím prvním, kdo otázku „startovního výstřelu“ pro kvetení rostlin vyřešil. Švédové oznámili, že podle jejich pokusů je messengerová RNA z FT genu oním putujícím signálem,který vše spouští.

Zvětšit obrázek

Ovlivněním FT genu mohou genetici přispět k tvorbě rostlin, které budou reagovat na změny způsobované globálními změnami klimatu.

V minulém týdnu ale švédský tým toto svoje prohlášení o messengerové RNA vzal zpět. S politováním oznámili, že spolupracovník, který se na jejich práci podílel a který pocházel z Číny, upravoval získaná data tak, aby získal „falešné“ publikovatelné výsledky. Tak komentoval stažení zveřejněných výsledků Ove Nilsson ze švédské Umea University. Nařčený Číňan Tao Huang, který již ve Švédku nepracuje, ale na tom, co naměřil, trvá.

Bez ohledu na zmíněné peripetie švédského týmu, je nyní jisté, že díky shodným výsledkům ze dvou dalších pracovišť (německo-anglického a japonského), již biotechnologové bez sebemenších pochyb mají onen mysteriózní grál rostlinných genetiků - spouštěč kvetení (i jeho signální cestu), pevně v hrsti. Poznání příslušného genu dává genetikům možnost pohrát si s jeho aktivací. Řízené spouštění tohoto genu umožní posouvat dobu kvetení rostlin. Šlechtitelé plodin tak mohou vyjít vstříc požadavkům farmářů z vyšších zeměpisných šířek a připravit pro ně rostliny, které pokvetou dříve a které umožní například sklidit úrodu ještě před příchodem prvních mrazů. Nebo před příchodem sucha. Že se příprava takových rostlin neobejde bez techniky zvané GM je nabíledni. Jak se k těmto tužbám farmářů postaví organizace typu Greenpeace, je otázkou.

Pramen: Science, doi:10.1126/science.1141752 and doi:10.1126/science.1141753; (retraction) Science, vol 316, p 367

Autor: Josef Pazdera

Datum: 23.04.2007 00:50

Tisk článku

Související články:

Klíč k chladové toleranci kukuřice objeven Autor: Anna Marcinková (08.09.2008)

Diskuze:

V USA

Pepa z depa,2007-04-27 08:53:55

dostávali farmáři solidní příspěvek od státu za neobdělávané hektary. Dnešní potravinové výrobky útočí na naše chuťové buňky i pomocí nejrůznějších přidávaných látek. Chemikálie(včetně léků) vyloučené močí se mohou částečně dostat do potravinového řetězce přes vodu z řek,kterou pijeme,přičemž mohou nastat různé zajímavé kombinace s tím,co jíme,dýcháme,s čistícími a pracími prostředky,uvolňované výpary z nátěrů,nábytku,podlahovin atd.O elektronickém smogu,různých stressových situacích ani nemluvě.