Transposony v rajčeti mohou pomoci vědcům při šlechtění odolnějších plodin


TLDR verze: Vědci objevili v rajčeti skupinu transposonů, které se aktivují stresem ze sucha. Tyto transposony jsou v mnoha plodinách a jejich využití umožní urychlit šlechtění plodin.

O rajčatech a skákajících genech

Představte si, že jste rajče a jednoho dne přijde obrovské sucho. Vaši příbuzní a milovaní skomírají, avšak Vy, statné rajče, jako jedno z mála přežijete. Jak je to možné? No, mimo nepochybně obrovskou sílu vůle za to mohly být zodpovědné skákající geny, vědecky řečeno transposony.

Rajče je jedno z mnoha organismů, jež transposony obsahuje a bylo zjištěno, že oproti původní myšlence otravné DNA, která skáče z místa na místo a tím dělá neplechu, by mohly být transposony významnými hybateli evoluce.

Vědátoři z univerzity v Cambridge totiž zjistili, že stres suchem (takové to, když je málo vody) probouzí konkrétní skupiny transposonů, zvané Rider retrotransposony, o kterých je známo, že jsou zodpovědné za barvu a tvar plodu. Když pomineme fakt, že mít modré rajče ve tvaru banánu zní zajímavě, o dost zajímavější je, že tato skupina transposonů se vyskytuje ve spoustě jiných zemědělsky důležitých plodin.

To tedy znamená, že pokud dokážeme správně pochopit a využít mechanismus těchto skokanů, nebudou transposony jen záškodníky (viz vysvětlující meme), ale mohly by vědcům pomoci vyšlechtit nové odrůdy plodin, které budou schopné odolat suchu, nedostatku vody a třeba i pouštním podmínkám.

Transposony – šlechtitelé budoucnosti

„Transposony představují obrovský potenciál pro šlechtění plodin. Jsou to silní hybatelé různorodosti znaků a ačkoliv jsme tyto znaky využívali pro šlechtění po mnoho generací, až teď začínáme chápat molekulární podstatu mechanismů, které se na tomto podílí“ vyjádřil se Dr. Matthias Benoit, autor studie.

Jaký je vlastně původ těchto malých uličníků? Jedna z teorií je, že transposony jsou zdegenerované viry, které se integrovaly do genomu svých hostitelů, avšak vlivem mutací postupně ztratily schopnost tvořit virové částice a utéct z buněk ven, a nyní se mohou pouze hýbat z jednoho místa v genomu na druhé. Něco jako když si zabouchnete dveře zevnitř a klíč necháte venku, ale jste vir v rajčeti a jste zabouchlí navždy.


Jak takové transposony mohou být ku prospěchu? Jelikož se transposony v rámci genomu zcela náhodně, mohou narušit funkci nebo naopak navýšit expresi (rozuměj tvorbu) genů, čímž právě můžou dát za vznik novému znaku; většímu plodu, lepšímu nutričnímu profilu, větší odolnosti proti nepříznivým vlivům a tak dále. Může to vyznít zvláštně, ale spousta pro evoluci přínosných znaků je způsobeno právě tím, že se nějaký gen „vypne“ a to má za následek novou, pro nás pozitivní, vlastnost.

Důvodem k radosti je, že tyto Rider transposony je možné aktivovat stresem ze sucha, což znamená, že jsme schopni „urychlit“ evoluci a tím si pomoci k novým znakům rychleji. Ale jelikož je přemísťování transposonů zcela náhodné, bude nutné jet na kvantitu a mimo jiné to znamená, že máme metodu novou, ale ne nutně lepší, než ty, které již máme, jako například chemická a RTG mutageneze.

Mnoho povyku pro nic?

Ne nutně. Molekulární šlechtitelé nemají nikdy příliš mnoho technik na to, jak zlepšovat vlastnosti plodin, obzvláště se změnou klimatu a utužující se legislativou ohledně GMO plodin, a i mezigenoví skokani pomohou urychlit šlechtění, abychom i za pár desetiletí pořád měli šťavnatá rajčata ze zahrádky. Nicméně pokrok ve vědě se skoro vždy vyznačuje husími krůčky vpřed, a toto je další z nich.

A jak toto celé shrnout? Dřívě poněkud otravné transposony se vybarvily jako pomocníci v evoluci, které nyní dokážeme zapřáhnout tak, abychom dokázali šlechtit plodiny o něco málo rychleji. A až Vám jednoho dne, při obzvláště suchém létě, přežije pár rajčat, možná budete moct poděkovat právě transposonům a taky můžete říct, že jste viděli evoluci v praxi.

[ML]

Krátké video o transposonech pro jejich skutečné fanoušky:

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze

Reklama