Klíčem k domestikaci kukuřice byly skákající geny
Proměna plané traviny teosintu v kukuřici představuje jeden z největších počinů v historii lidstva. Pomohla nám k němu náhoda a skákající geny.
Kukuřice se rozešla se svým planým předkem zhruba před 10 000 roků na území dnešního Mexika. Planá travina je bohatě větvená, její klasy jsou velké jako palec a obsahují zhruba desítku semen s tvrdou slupkou. Stonek kukuřice se nevětví a nese velké palice nabité měkkými zrny. K této proměně vykročily rostliny už před příchodem lidí do Ameriky. Před 23 000 roky došlo u některých jedinců planého teosintu k náhodné a nepříliš nápadné změně dědičné informace.
Jak uvádí tým genetiků vedený Johnem Doebleyem z University of Wisconsin-Madison v publikaci zveřejněné předním vědeckým časopisem Nature Genetics, zásadní změně teosintu na kukuřici významně napomohl malý úsek dědičné informace, který opustil svou původní pozici a skočil na nové místo v DNA. Náhoda chtěla tomu, aby tento skákající gen označovaný trefně jako Hopscotch (v angličtině se termín „hopscotch“ používá pro hru „skákání panáka“) přistál v těsném sousedství genu kontrolujícího celkovou stavbu rostliny. Gen označovaný genetiky jako tb1 sám narušen nebyl. Skákající gen však ovlivnil jeho regulační sekvence, které určují, kdy, kde a jak bude gen pracovat. To zcela změnilo vzhled rostliny. Už se tolik nevětvila a měla více klasů s větším počtem zrn. Když pak přišli do Mexika předci dnešních indiánů, vybrali si pro pěstování právě tyto rostliny. Svědčí o tom velmi výmluvně skutečnost, že drtivá většina dnešních odrůd kukuřice má skákající gen Hopscotch „nabourán“ do regulační oblasti genu tb1.
Skákající geny čili transpozony byly dlouho podezírány z podílu na evoluci, ale důkazy ve prospěch těchto teorií zůstávaly většinou jen nepřímé. Mnoho přeskoků nemá na organismus žádný efekt, protože skákající gen přistane v genetické vycpávce mezi geny, která nemá na vlastnosti organismu významný vliv. Někdy transpozon skočí přímo do genu. To mívá neblahé následky, protože gen bývá poškozen a nefunguje. Čím důležitější byl narušený gen pro takto postižený organismus, tím fatálnější je konečný efekt.
Přeskok genu Hopscotch v dědičné informaci teosintu působil na gen tb1 jako sešlápnutí plynového pedálu. Gen přidal na obrátkách, vyrábělo se podle něj mnohem více proteinu a ten působením na jiné geny potlačil větvení rostliny. Doebley a jeho kolegové tak poprvé podali nezpochybnitelný důkaz o tom, že skákající geny mohou ovlivnit pracovní nasazení genů a sehrát pozitivní roli v evoluci.
„Případy, kdy dokážeme vysvětlit genetické změny spojené s domestikací v takovýchto detailem, jsou velmi vzácné,“ přiznal John Doebley.
Americký genetik už přispěl k významným objevům týkajícím se domestikace kukuřice několikrát. Právě on se účastnil před mnoha lety výzkumu, který prokázal, že teosint je planým předkem této zemědělské plodiny. V roce 2005 odhalil Doebleyův tým mutaci, která zbavila semena kukuřice původní tvrdé slupky. i to byl jeden z klíčových momentů pro úspěšnou domestikaci kukuřice.
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Starosvětské příběhy lesníků z časů, kdy se na Šumavě ještě žilo podle staletých tradic.
Václav Žmolík, moderátor
3x Karel Klostermann
Komplet obsahuje dva šumavské romány Ze světa lesních samot, V ráji šumavském a povídkový soubor Mrtví se nevracejí z pera klasika české literatury Karla Klostermanna (1848 - 1923), který tomuto kraji zasvětil celé své dílo.
