Vědci vyrobili umělou kvasinku, měla by snížit používání pesticidů

Vědec Maciej Maselko spolu s kolegy z Univerzity v Minnesotě k výrobě geneticky modifikovaných kvasinek, které se nemůžou křížit s jinými, využili moderní technologii úpravy genů zvanou CRISPR–Cas9.

Úpravy rostlin

Vědci si od této technologie slibují možnost genetických úprav rostlin, které by zabránily nekontrolovanému šíření nových genů do přírodních plodin a plevelů. Zůstaly by tak, jak odborníci doufají, čistě laboratorními organismy. Autoři studie doufají, že by tak získali pomoc při boji se škůdci a invazivními druhy, když nahradí přírodní plodiny jejich modifikovanou alternativou. Na stránkách Nature se dál dočteme, že za slibný považují výzkum i vědci, kteří do samotného experimentu nebyli zapojeni. Zároveň ale varují, že takový postup může mít technické překážky a otázkou například je, zda by upravený organismus v přírodě přežil a dokázal obstát v konkurenci.

Biolog Maselko a jeho kolegové nevyužili nástroj pro editaci genů ke střihu genů samotných. Pozměnily ale to, jak se geny projevují – takzvanou genovou expresi. Nastavil ji tak, aby proteinové produkty genů byly toxické. Hladinu proteinu zvaného aktin pak zvýšili v umělé pivovarské kvasince do té míry, že praskly buňky, které tento aktin obsahovaly.

Protijed v mutaci

Aby vědecký tým zabránil křížení geneticky upravených kvasinek s jinými kmeny, vytvořil dvě varianty kvasinkových buněk. První vyráběly variantu enzymu Cas 9, který v souhře s ostatními faktory rozpoznával a podporoval činnost genu pro výrobu aktinu. Druhé obsahovaly mutaci, která fungovala jako „protijed” a výrobu nadměrného množství aktinu brzdila.

Kvasinkový kmen, který obsahoval „jed“ i protidávku, měl po křížení se zdravým kmenem zdravé potomstvo. Když se ale zkřížil s jiným kmenem, který neobsahoval protidávky, skoro všechny nově narozené kvasinky praskly podobně jako balón, popisuje proces Nature.

Muška octomilka

Stejný vědecký tým teď postupuje obdobně při výrobě umělého druhu mušky octomilky. Jak Maciej Maselko říká, brzy začnou vědci zkoušet tuto metodu na rostlinách, komárech, parazitických hlísticích a rybkách zebřičkách. Umělé druhy by prý mohly pomoci zastavit nežádoucí organismy, které šíří nemoci nebo poškozují ekosystémy.

Černá pšenice ve šlechtitelské stanici ve Stupicích|foto: Ivana Veselková

Maselkova kolegyně z Minnesoty, molekulární bioložka Siba Dasová, prezentovala matematický model, který ukazuje, jak by úprava genů mohla pomoci bojovat proti invaznímu kaprovi, který hubí osazenstvo řek a jezer v Minnesotě a v dalších amerických státech. Omar Akbari, molekulární biolog z univerzity v kalifornském San Diegu, ovšem namítá, že úpravy genů bránící mezidruhovému křížení by s sebou mohly nést určité evoluční náklady.

Enzym Cas 9 totiž ne vždy rozpozná gen, na který má působit a může ovlivnit i aktivitu genů jiných. Akbari také pochybuje o tom, že by umělý kmen kvasinek byl zdravý natolik, aby obstál ve volné přírodě. I samotní autoři studie souhlasí s tím, že úprava reprodukční bariéry s sebou určité evoluční náklady nést může. Navrhují ale, že by vyrobili velké množství modifikovaných organismů, aby zvýšili šanci, že se umělý organismus uchytí. Tým nicméně zkouší i další technologie boje proti škůdcům, uzavírá Nature.