Zdravější pivo? 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.

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.

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.

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.

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.

Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Čeští zoologové zmapovali šíření hlodavců z Asie do Evropy. Pomohly jim genetické stopy z doby ledové.

Čeští zoologové zmapovali šíření...

Mezinárodní tým vedený Pavlem Stopkou z Přírodovědecké fakulty UK v...
Praha jako mongolská step…  Koně Převalského mají 20 hektarů pastvin na Dívčích hradech

Praha jako mongolská step… Koně...

Mluvilo se o tom roky, ale teprve teď Zoo Praha vypustila čtyři klisny...
Záměrné poškozování proteinů uvnitř buněk

Záměrné poškozování proteinů...

Badatelům z Univerzity Palackého v Olomouci a Masarykova onkologického...
Zdravější pivo? Vědci poprvé upravili chmel moderní technologií CRISPR

Zdravější pivo? Vědci poprvé...

Více léčivých látek a hořkých kyselin v chmelu chtějí docílit vědci z...
Podařilo se jim poprvé získat DNA

Podařilo se jim poprvé získat DNA

Vědci mohou slavit, vůbec poprvé se jim totiž podařilo získat DNA hmyzu, jenž...
Obří hrášek upozorňuje na Gregora Johanna Mendela

Obří hrášek upozorňuje na...

Otec genetiky Gregor Johann Mendel zanedlouho oslaví 200 let od svého...
Vědci vytvořili genetický manuál pro výzkum mořských prvoků

Vědci vytvořili genetický manuál pro...

Dosud přehlíženým mořským prvokům, kteří však mají zásadní vliv na život...
Architekti obnoví Mendelův skleník v Brně

Architekti obnoví Mendelův...

Místo, v němž Gregor Johann Mendel položil základy dnešní genetiky,...
Jak předcházet mutacím genů?

Jak předcházet mutacím genů?

V Mikrobiologickém ústavu AV ČR se pod vedením Libora Krásného z...
Byl rozluštěn genom krakatice obrovské

Byl rozluštěn genom krakatice...

Vědci pod vedením Caroline Albertinové odhalili genom jednoho z největších...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Lepší léčba HAE v Česku a na Slovensku

Lepší léčba HAE v Česku a na...

Vzácnému dědičnému onemocnění jménem hereditární angioedém se dostává v...
Marie Terezie snídala se zebrami

Marie Terezie snídala se zebrami

Šálek jemně cinkne o talířek. Nechybí mnoho a horká tekutina by vyšplíchla...
Chutnají jim meteority

Chutnají jim meteority

Meteority jsou nejen kosmickými tělesy dopadajícími na povrch planety Země,...
Hasiči budou mít nové pomocníky

Hasiči budou mít nové pomocníky

V posledních letech se na první příčky popularity na poli technologie dostaly...
Žofie Bavorská: Zchudlá dívenka v čele státu

Žofie Bavorská: Zchudlá dívenka...

„Je okouzlující!“ rozplývá se Václav IV. nad 12letou Žofií, které...
Anthony Comstock: Lovec oplzlostí se vymkne kontrole

Anthony Comstock: Lovec...

Příval obvinění se vymyká kontrole. Objevují se smyšlená obvinění, přestává...
Molnupiravir se k lidem může dostat už na podzim

Molnupiravir se k lidem může...

Do závěrečné, třetí fáze testování se dostává slibný lék na koronavirus –...
Původ Chodů: Střežili západní hranici Čech polští zajatci?

Původ Chodů: Střežili západní...

Ve tmě zapraskají větve.  Z houštiny lesa poblíž obchodní stezky vykoukne vysoký...
Když kořist zabíjí útočníka

Když kořist zabíjí útočníka

Nový výzkum publikovaný v časopise Journal of Herpetology ukazuje, že...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.