Genetika | Mutace | Zemědělství

Genová „řetězová reakce“ je nebezpečná, ale mohla by lidstvu pomoct v boji proti hladomoru

  • Mutagenní řetězovou reakci vědci zatím spouštějí jen v laboratořích s nejvyšším stupněm zabezpečení
  • Únik jediného nositele „řetězové mutace“ může mít pro náš svět nedozírné následky
  • Přesto vědci zkoušejí právě touto technikou zneškodnit jednoho z hlavních ničitelů úrody obilí
Foto: Agricultural Research Service
Genová „řetězová reakce“ je nebezpečná, ale mohla by lidstvu pomoct v boji proti hladomoru | Foto: Agricultural Research Service

Technika mutagenní řetězové reakce není žhavá novinka. Američtí genetici Ethan Bier a Valentino Gantz ji vyvinuli před pěti lety v rámci řešení Gantzovy diplomové práce.

Zkonstruovali molekulární nástroj, který nejprve provede v dědičné informaci daného organismu přesně cílenou změnu, a ta se pak nekompromisně prosazuje u všech potomků takového organismu. S popisem této genetické „cílené neřízené střely“ seznámili svět ve vědeckém časopise Science.

Zatímco tradičně děděné vlohy mohou z populace za určitých okolností zmizet, nositelů „řetězové mutace“ pouze přibývá, až nakonec zcela převládnou. Bier a Gantz  odzkoušeli postup na muškách octomilkách, kterým „řetězová mutace“ zajistila nezvyklé šedé zbarvení. Když pustili do velkého hejna „divokých“ octomilek jediné procento nositelů „řetězové mutace“, měli v hejnu po deseti generacích už jen šedé „mutované“ octomilky.

Přepis dědičné informace v celé populaci otevírá před lidstvem dosud netušené možnosti. K dispozici jsou už například komáři s dědičnou informací upravenou tak, aby nepřenášeli malárii. Vypuštěním těchto komárů v subsaharské Africe by se rezistence k malárii rozšířila na všechny tamější komáry a to by zachránilo každoročně miliony lidí před onemocněním a statisícům by zachránilo život.

Zatím ale nikdo nenašel odvahu pustit mutagenní řetězovou reakci „ze řetězu“. Pokud by se ukázalo, že šíření vlohy vyvolává nechtěné závažné problémy, byla by náprava hodně komplikovaná. Ze stejných důvodů vědci váhají s plány na přepsání dědičné informace klíšťat tak, aby nemohla přenášet klíšťovou encefalitidu, nebo na rozšíření handicapující „řetězové mutace“ mezi potkany devastujícími jedinečnou přírodu Galapág.

Třikrát zmutovaná plíseň

Nyní přichází australský genetik Donald Gardiner s plánem na využití mutagenní řetězové reakce k ochraně pšenice před ničivou plísní Fusarium graminearum. Ta napadá klasy pšenice a ječmene a škodí hned několika různými cestami. Vedle drastického snížení sklizně představují velký problém i látky, které pronikají z plísně do rostlin. Jde o tzv. mykotoxiny.

Fusarium graminearum produkuje mykotoxiny rizikové pro vývoj embryí a plodu a v neposlední řadě také mykotoxiny narušující hormonální rovnováhu v těle. Tyto jedy se dostávají z kontaminovaného obilí do potravin a představují hrozbu pro lidské zdraví.

Šlechtitelé se snaží vypěstovat odrůdy pšenice a ječmene, které by plísni odolávaly. Zatím se jim však nepodařilo „neprůstřelné“ rostliny získat.

Gardiner a jeho spolupracovníci představili v rukopise zveřejněném na serveru BioRxiv zcela obrácený postup. Vnesli do dědičné informace plísně hned tři „řetězové mutace“ narušující geny důležité pro poškození klasu a pro produkci mykotoxinů. Pokud by takhle zmutovanou plíseň vypustili z laboratoře, pak by se mohly její mutace šířit a zneškodňovat všechny exempláře plísně Fusarium graminearum, s kterými by se geneticky upravená plíseň zkřížila.

Odborníci ale Gardinerův optimismus nesdílejí. Obávají se, že zmutovaná plíseň nebude dostatečně silným soupeřem pro nezmutované kmeny a v jejich konkurenci se v porostech obilí neprosadí. Další problém spočívá v tom, že se plísně včetně řady zástupců rodu Fusarium celkem nerady rozmnožují pohlavně, což je základní předpoklad pro šíření „řetězových mutací“ v populaci. Všichni experti se nicméně shodují, že jde o zajímavý a slibný nápad, který si zaslouží další výzkum.

Diskuze (3) Další článek: Facebook přitvrzuje v boji s Twitchem. Představí samostatnou aplikaci na streamování her

Témata článku: Zdraví, Výzkum, Genetika, Afrika, Rostliny, DNA, Mutace, Zemědělství, Nositel, Octomilka, Plíseň, Science, Řetězová reakce, Dědičná informace, Galapágy, Obilí


Určitě si přečtěte

Podívejte se na Windows z roku 1990. Před 30 lety přišly Windows 3.0 a líbily se nám

Podívejte se na Windows z roku 1990. Před 30 lety přišly Windows 3.0 a líbily se nám

** 22. května 1990 uvedl Microsoft Windows 3.0 ** Systém z Microsoftu definitivně udělal lídra na desktopu ** Tehdejší Windows byly vlastně grafickou nadstavbou nad MS-DOS

Jakub Čížek | 74

12 netradičních map České republiky, které jste ještě nikdy neviděli

12 netradičních map České republiky, které jste ještě nikdy neviděli

** Tušíte, kolik je u nás hřbitovů a jak jsou velké? ** Dokážete si představit mapu českých řek a potoků? ** Udělali jsme to všechno za vás nad daty ČÚZK

Jakub Čížek | 8

Nový Apple Macbook Air je levnější, má větší SSD a vrací se k tradiční klávesnici

Nový Apple Macbook Air je levnější, má větší SSD a vrací se k tradiční klávesnici

** Nový MacBook Air opravuje nejzásadnější chyby dosavadní verze ** Dostal lepší klávesnici, výkonnější procesor a 256GB SSD ** Apple navíc snížil ceny

Martin Miksa | 53


Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest 24 PC zdrojů

Jak využít umělou inteligenci

10 špičkových sluchátek s ANC

Playstation 5 vs Xbox Series X