03.04.2025 08:28

...první geneticky modifikovanou potravinářskou plodinou schválenou k přímému prodeji soukromým pěstitelům jsou fialová rajčata?

[https://www.biotrin.cz/prvni-geneticky-modifikovanou-potravinarskou-plodinou-schvalen]
​​​​​​ Rajčata patří mezi základní potraviny každodenní stravy - jsou nedílnou součástí salátů, sendvičů i základem omáček a kečupů. Právě jejich široké využití podnítilo vědce k intenzivnímu výzkumu a hledání způsobů, jak rajčata upravit tak, aby měla vyšší výživovou hodnotu, větší výnosnost a obsahovala více prospěšných látek podporujících lidské zdraví. Výzkum fialových rajčat odstartoval před více než 20 lety na Univerzitě v Cambridge ve spolupráci se společností Norfolk Plant Sciences, kdy vědci usilovali o vytvoření transgenní odrůdy pomocí genů z květu hledíku, jedlé rostliny známé svými sytě zbarvenými květy. Tyto geny ovlivňují nejen barvu rajčat, ale zároveň zvyšují obsah antokyanů - látek, které dodávají typické zbarvení borůvkám, ostružinám či lilku, a přispívají k jejich zdravotním benefitům, jako jsou protirakovinné, protizánětlivé a antioxidační účinky. Výsledkem jsou rajčata s výraznější chutí a lepšími výživovými hodnotami. Přibližně ve stejné době začala vědecká skupina pod vedením profesora Myerse tradičním šlechtěním křížit rostliny planých druhů rajčat, jako Solanum cheesmaniae z Galapág a Solanum chilense z Jižní Ameriky, s moderními odrůdami, aby vytvořili kolekci rajčat Indigo. Výsledkem bylo například rajče „Indigo Rose“ uvedené na trh v roce 2011, které má tmavě modrou slupku, narůžovělou dužinu a vyšší obsah antokyanů. Dnes existuje přes 50 kultivarů Indigo pěstovaných po celém světě - od malých farem po velké společnosti. Myers zdůrazňuje, že zatímco Indigo vznikla konvenčním šlechtěním, geneticky modifikovaným rajčatům, jako je Purple Tomato, trvalo mnohem déle, než se dostala na trh. Ať už rajčata vznikla tradičním šlechtěním nebo genetickou modifikací, obě tyto inovace - jak rajčata Indigo, tak fialová rajčata Purple Tomato - ukazují, že cílem vědců je nejen zlepšit chuť a výživovou hodnotu plodin, ale také přispět k lidskému zdraví. Přestože fialová rajčata mohou narazit na překážky spojené s vnímáním GMO, jejich přínos v podobě vyššího obsahu prospěšných látek je nepopiratelný. Jak bude veřejnost tyto nové odrůdy přijímat, ukáže čas, ale je jisté, že budoucnost rajčat už není jen červená. Více informací o fialovém rajčeti můžete najít zde: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsfoodscitech.4c00692 https://www.npr.org/sections/health-shots/2024/02/06/1228868005/purple-tomato-gmo-gardeners https://www.norfolkhealthyproduce.com/?srsltid=AfmBOorD9K5_R5gGolEwK61u4jC8RGeXSP7_bov9bbd1iLAuu0k8DsJk https://www.eatingwell.com/article/8019221/purple-tomatoes/ Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

31.03.2025 08:21

Vědci identifikovali antistresové molekuly v rostlinách

[https://www.biotrin.cz/vedci-identifikovali-antistresove-molekuly-v-rostlinach]
Výzkumná studie, provedená týmem vědců z University of East Anglia (UEA) a Ocean University of China a publikovaná v prestižním časopise Nature Communications, přináší průlomový objev v oblasti rostlinné fyziologie a molekulární biologie. Tato práce jako první identifikovala a charakterizovala geny řídící syntézu dimethylsulfoniopropionátu (DMSP) v rostlinách. DMSP je anti-stresová molekula, která má zásadní význam pro adaptaci rostlin na abiotické stresové faktory, jako jsou salinita, sucho či nedostatek dusíku. Studie popisuje biochemické mechanismy produkce DMSP a zdůrazňuje jeho potenciál pro zlepšení zemědělské produkce. Charakterizace DMSP jako klíčové molekuly pro toleranci k stresu představuje významný krok vpřed v rostlinné biotechnologii.Variabilita produkce DMSP mezi rostlinnými druhy je značná. Většina rostlin syntetizuje DMSP v nízkých koncentracích, ale slanomilná tráva Spartina anglica (pro níž zatím neexistuje ustálený český název) vykazuje výrazně vyšší produkci DMSP. S. anglica, adaptovaná na růst v pobřežních oblastech s vysokou salinitou, je modelem pro studium genetických a biochemických mechanismů regulujících syntézu DMSP.Rozdíly v produkci DMSP mezi druhy vedly k detailnímu zkoumání genetických a biochemických mechanismů, které regulují jeho syntézu a roli v toleranci k stresu. Pomocí komparativní genomiky a biochemické analýzy výzkumníci porovnali genomy S. anglica s genomy jiných rostlin. Tato analýza odhalila tři geny (SaMMT1, SaSDC a SaDOX) a jimi kódované specifické enzymy klíčové pro vysokou produkci DMSP v S. anglica – jsou jimi methionin S methyltransferáza (MMT), S methylmethionin decarboxyláza (SDC) and DMSP amin oxidasa (DOX).Identifikace těchto enzymů je zásadní pro pochopení biosyntetické dráhy DMSP a umožňuje cílenou manipulaci s jeho produkcí i u jiných rostlinných druhů, včetně hospodářských plodin. Podrobné pochopení funkce těchto enzymů otevírá nové možnosti pro vývoj biotechnologických strategií zaměřených na zvýšení tolerance plodin vůči stresu.Studie ukázala, že jak exogenní aplikace DMSP, tak i genetická modifikace rostlin za účelem zvýšení vlastní produkce DMSP, vedou ke zvýšení jejich odolnosti vůči suchu, vysoké salinitě a dalším stresovým faktorům. V rámci studie byl na rostliny rajčete (Solanum lycopersicum) exogenně aplikován DMSP prostřednictvím kořenového systému. DMSP byl přidán do růstového média a rostliny ho přijímaly kořeny, což vedlo k jeho akumulaci v listech. Experimenty ukázaly, že přidání DMSP zmírnilo negativní dopady solného stresu na rajčata a vedlo k zachování celkové hmotnosti biomasy rostlin. Pro další ověření, zda zvýšená produkce DMSP může zlepšit toleranci vůči stresu, byly také vytvořeny transgenní rostliny Arabidopsis thaliana s overexpresí genů SaMMT1, SaSDC a SaDOX ze Spartina anglica. Tyto geneticky upravené linie A. thaliana akumulovaly vysoké hladiny DMSP. Při vystavení solnému stresu tyto transgenní rostliny vykazovaly významné zvýšení biomasy kořenů ve srovnání s nemodifikovanými kontrolními rostlinami, což dokazuje, že zvýšená endogenní produkce DMSP může zlepšit toleranci k abiotickému stresu.Tento objev má klíčový význam pro zvýšení výnosů plodin v oblastech, kde jsou stresové faktory limitující. Výzkum naznačuje možnost zlepšení růstu rostlin i v půdách chudých na dusík, což je zásadní pro udržitelné zemědělství. Mezi druhy rostlin s nízkou akumulací DMSP patří i běžně pěstované plodiny, jako je ječmen a pšenice, což nabízí možnosti pro cílené šlechtění odolnějších odrůd.Studie také zdůrazňuje důležitou roli DMSP v globálních biogeochemických cyklech uhlíku a síry. Mikrobiální rozklad DMSP vede ke vzniku dimethylsulfidu (DMS), což je klimaticky aktivní plyn ovlivňující tvorbu mraků a podílející se na regulaci globálního klimatu. Slanomilné ekosystémy, zejména ty s dominancí rodu Spartina, představují významné hotspoty pro produkci DMSP a DMS, což ukazuje na širší ekologický význam objevu. Výsledky mají tedy dopad i na pochopení globálních klimatických změn a jejich regulaci.Objev genů a enzymů zapojených do syntézy DMSP představuje významný krok vpřed v pochopení rostlinných adaptačních mechanismů a otevírá nové cesty pro šlechtění plodin odolných vůči stresu. Tento výzkum má potenciál významně ovlivnit zemědělskou produkci a přispět k udržitelnému zemědělství v kontextu globálních klimatických změn a rostoucích environmentálních problémů. Zdroje: https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=21036 https://www.uea.ac.uk/about/news/article/researchers-discover-how-plants-produce-a-novel-anti-stress-molecule https://www.nature.com/articles/s41467-024-51758-z  

27.03.2025 09:28

Nová položka v NBT knihovně – Jabloň odolná vůči spále růžovitých

[https://www.biotrin.cz/nova-polozka-v-nbt-knihovne-jablon-odolna-vuci-spale-ruzovitych]
Jabloně patří mezi nejrozšířenější ovocné dřeviny mírného pásma a jejich plody jsou nejen chutné, ale i bohaté na prospěšné látky podporující imunitu a odolnost organismu vůči stresu. Pěstování jabloní však v posledních desetiletích čelí výzvám, jako jsou změny klimatu a rostoucí tlak škodlivých organismů. Jednou z nejzávažnějších hrozeb pro produkci jablek je bakteriální spála růžovitých, kterou způsobuje vysoce infekční bakterie Erwinia amylovora. Tato choroba může vést k rozsáhlým ztrátám v sadech a ohrožuje celosvětovou produkci jablek. Vědci se proto zaměřili na proteiny zodpovědné za vnímavost jabloní k této chorobě. Pomocí metody CRISPR/Cas9 se jim podařilo cíleně upravit vybrané geny, čímž dosáhli výrazného snížení výskytu nekróz u editovaných rostlin – v některých případech až o 40 %. Tento výzkum potvrzuje, že technologie CRISPR/Cas9 je slibným nástrojem i pro šlechtění ovocných dřevin a může přispět k udržitelnějšímu a odolnějšímu zemědělství. Více na: Jabloň odolná vůči spále růžovitých Autor textu položky v knihovně NBT: Slavomír Rakouský

24.03.2025 07:28

Gen "Booster" otevírá nové možnosti pro zvýšení fotosyntézy a produkci rostlinné biomasy

[https://www.biotrin.cz/gen-booster-otevira-nove-moznosti-pro-zvyseni-fotosyntezy-a-produkci-rostlinne-biomasy]
Tým vědců ze Spojených států identifikoval u topolu chlupatoplodého (Populus trichocarpa) gen, který vědci pojmenovali jako Booster (BSTR, „posilovač“). Gen prokazatelně zvyšuje efektivitu fotosyntézy a růst rostlin. Tento objev přináší významnou naději na efektivnější produkci rostlinné biomasy a mohl by podpořit snahy o pěstování topolů pro výrobu udržitelného paliva, jako životaschopné alternativy k palivům na bázi ropy. Přenosy DNA z organel do jádra jsou považovány za důležité motory evolučních změn, které umožňují rostlinám adaptaci na nová prostředí. I když většina přeskupení DNA vede k nefunkčním sekvencím, může tento proces vést k tvorbě nových funkčních nebo pozměněných genů. Booster gen je chimerický gen se třemi exony, který se nachází v jaderné DNA. To znamená, že obsahuje DNA sekvence ze tří původně oddělených zdrojů, které se v průběhu evoluce spojily do jednoho funkčního celku, a to konkrétně z: bakterie (Streptomyces sp.) žijící v kořenovém systému topolu mravence (Trachymyrmex septentrionalis), který pěstuje houbu infikující topoly velké podjednotky Rubisco, klíčového proteinu pro fixaci oxidu uhličitého během fotosyntézy v chloroplastech rostlin Gen BSTR byl identifikován pomocí celogenomové asociační studie (GWAS) prováděné u 743 jedinců topolu chlupatoplodého. Tato metoda umožnila vědcům spojit genetické varianty s rozdíly ve fotosyntetické výkonnosti. Sekvenční analýza potom odhalila, že se jedná o chimerický gen. Aby v následných experimentech s tímto genem eliminovali vědci nežádoucí vlivy jiných genů (které by mohly spolupůsobit s genem BSTR), vytvořili hybridní topoly (Populus tremula x Populus alba). U těchto hybridních topolů zajistili exprimování genu BSTR tak, že vytvořili transgenní linie, u kterých došlo k zvýšené expresi genu BSTR. Toho dosáhli klonováním genu BSTR do binárního vektoru řízeného zesíleným promotorem 35S a následnou transformací tohoto vektoru do hybridních topolů. Zvýšená exprese BSTR byla poté potvrzena pomocí analýzy RT-qPCR. Vědci zjistili, že vyšší exprese genu Booster výrazně ovlivňuje růst a fotosyntetickou aktivitu rostlin. Klíčovým efektem je zlepšení dynamické adaptace na světelné fluktuace, což umožňuje rostlinám efektivněji využívat fotosyntézu i v proměnlivých světelných podmínkách. Tento mechanismus je podpořen zvýšením obsahu enzymu Rubisco v listech, který hraje zásadní roli ve fixaci oxidu uhličitého. Výsledkem je nárůst čisté absorpce CO2, což svědčí o vyšší fotosyntetické aktivitě rostlin s nadměrnou expresí genu BSTR. Autoři také pozorovali lepší kvantovou účinnost asimilace CO2 a lineárního transportu elektronů u vysoce expresních genotypů BSTR. Navíc gen BSTR funguje jako transkripční represor - experimenty ukázaly, že má vliv na genovou expresi a podílí se na signalizaci mezi jádrem a plastidem.                                    BSTR zvyšuje účinnost fotosyntézy a produktivitu u huseníčku (vlevo kontrola, tři rostliny vpravo jsou transgenní s nadměrnou expresí BSTR)   Transgenní hybridní rostliny topolu pěstované ve skleníku vykázaly až 200% nárůst výšky, což potvrzuje obrovský potenciál tohoto genu pro zvýšení tvorby biomasy. V polních podmínkách byl zaznamenán 35% nárůst výšky a 88% nárůst objemu kmene, což dokazuje pozitivní dopad i mimo laboratorní prostředí. Kromě topolů ovlivňuje gen BSTR také transformovaný huseníček rolní (Arabidopsis thaliana), jehož rostliny s heterologní expresí tohoto genu dosáhly až 200% nárůstu biomasy a 50% nárůstu produkce semen. Objev Booster genu otevírá široké možnosti praktického využití a může mít významné dopady v různých oblastech. Pěstování rostlin s efektivnější fotosyntézou by mohlo umožnit zvýšenou produkci rostlinné hmoty, která by mohla být využita k produkci materiálů, chemikálií a dalších produktů založených na obnovitelných surovinách. Jedním z klíčových přínosů genu BSTR je jeho potenciál pro produkci biopaliv. Vyšší výnosy rostlin, zejména topolů s vylepšenou fotosyntézou, by mohly vést k efektivnější výrobě biomasy určené například pro produkci leteckého paliva, čímž by se snížila závislost na fosilních palivech a přispělo k dekarbonizaci dopravy. Další oblastí, kde by mohl mít gen významný dopad, je produkce potravin. Přestože zatím neexistují přímé důkazy o účinnosti BSTR u klíčových plodin, jako jsou sója, rýže nebo pšenice, výsledky experimentů s huseníčkem naznačují, že by gen mohl mít potenciál pro zlepšení výnosů i u dalších druhů rostlin. I přes velmi slibné výsledky má studie určitá omezení, včetně krátké doby trvání experimentů. Vědci tedy plánují provést polní testy topolů a dalších rostlin v různých lokalitách a růstových podmínkách, aby analyzovali působení genu Booster v delším časovém rozpětí. Chtějí také zjistit, zda funguje i u jiných plodin a jaké jsou jeho přesné mechanismy účinku. Dále je potřeba prozkoumat jeho vliv na stresové reakce rostlin a jeho interakce s dalšími geny.    Zdroje: https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=21131 https://www.plantsciences.ucdavis.edu/news/taylor-poplar-booster-gene https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580724006671  

20.03.2025 09:49

...existuje růžový ananas, jehož jedinečná barva je výsledkem genetické modifikace, která zároveň zvýrazňuje i jeho sladší chuť?

[https://www.biotrin.cz/existuje-ruzovy-ananas-jehoz-jedinecna-barva-je-vysledkem-gen]
Ananas bývá často nazýván jako „klenot džungle“ a jeho využití je všestranné – lze ho konzumovat čerstvý, sušený, přidávat do salátů, džemů nebo použít při přípravě koktejlů a smoothies. Právě z důvodu širokého využití ananasu se vědci začali zabývat i genetickými úpravami ananasu. GM ananas je odrůda vzniklá ze dvou druhů ananasu − Červeného španělského a klasického Sugarloaf a byla vyvíjena společností Del Monte ve střední a jižní Kostarice, kde jsou ideální půdní a klimatické podmínky pro pěstování ananasů. U tradičního ananasu dochází během dozrávání ke snížení obsahu červeného pigmentu lykopenu (běžně se vyskytujícího například v rajčatech nebo vodním melounu) a současně ke zvýšení množství žlutého pigmentu betakarotenu, který je zodpovědný za typickou žlutou barvu dužiny. Vědci však využili geny z jiných odrůd ananasů a mandarinek k potlačení exprese genu pro betakaroten. Díky tomu se ve vnitřní dužině ananasu nahromadilo více lykopenu, což způsobilo její růžové zbarvení. Zvýšený obsah lykopenu údajně ovlivňuje i chuť, díky čemuž je růžový ananas sladší než běžné odrůdy. Jelikož se oba pigmenty projevují pouze ve vnitřní části ovoce, vnější slupka růžových ananasů zůstává beze změny. Kostarika schválila prodej produktu Pinkglow® již v roce 2011. Bezpečnost tohoto produktu byla rovněž potvrzena americkou FDA, která schválila růžový ananas pod značkou Pinkglow® Rosé ananas jako bezpečný ke konzumaci až v roce 2020, přestože Del Monte začala vyvíjet GM ananas již v roce 2005. Více informací o růžovém ananasu můžete najít zde: https://www.planetnatural.com/pink-pineapple/ https://gmoanswers.com/all-about-pink-pineapple Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

17.03.2025 08:14

CRISPR-Cas12a jako účinný nástroj pro knockout miRNA genů v rýži

[https://www.biotrin.cz/crispr-cas12a-jako-ucinny-nastroj-pro-knockout-mirna-genu-v-ryzi]
MikroRNA (miRNA) jsou malé molekuly RNA, které neobsahují genetickou informaci pro tvorbu bílkovin, ale hrají důležitou roli v regulaci genů. Podílejí se například na vývoji rostlin, reakcích na stres a metabolismu. Vědci již dlouho studují miRNA, ale jejich úprava pomocí genetických metod byla složitá, protože jsou velmi malé. Proto je důležité vybrat správný CRISPR systém, který umožní efektivní vypnutí (knockout) těchto genů. Při výzkumu vědci zjistili, že technologie Cas12a vedla k vytvoření mutantních semen, která nebyla schopna vyklíčit, zatímco u některých rostlin upravených Cas9 se objevily delší postranní kořeny, ale bez výhonků. Celkem se podařilo úspěšně deaktivovat devět miRNA genů v rýži pomocí CRISPR-Cas12a, což naznačuje, že tato technologie je účinnější při vytváření nefunkčních verzí těchto genů. CRISPR-Cas9 se v posledních letech hojně využívá pro úpravu miRNA genů, ale často vytváří malé změny v DNA, které nemusí vést k úplnému vypnutí genu. Naproti tomu Cas12a způsobuje větší odstranění částí DNA (> pět bází), což výrazně narušuje strukturu pre-miRNA (prekurzor miRNA) a zabraňuje tvorbě zralé miRNA. Studie zaměřená na gen OsMIR390 v rýži potvrdila, že Cas12a je při vypínání miRNA genů účinnější než Cas9. Výzkum ukázal, že zatímco Cas12a byla méně účinná při přenosu genetické úpravy do rostlin než Cas9, vedla k větším změnám v DNA, které spolehlivě vyřadily miRNA geny z funkce. To naznačuje, že Cas12a je lepší volbou pro cílenou mutaci miRNA genů. Aby vědci ověřili účinnost Cas12a, zvolili dalších devět miRNA genů v rýži s různou úrovní aktivity. Výsledky ukázaly, že mutace vytvořené Cas12a odpovídají nefunkčním verzím genů (null alely). Analýza mutantních rostlin přinesla nové poznatky o tom, jak miRNA ovlivňují velikost a kvalitu semen, obsah škrobu a růst sazenic, což potvrzuje jejich zásadní roli v regulaci vývoje rostlin. Podrobné zkoumání genové aktivity ukázalo, že knockout miRNA genů pomocí Cas12a má jen minimální dopad na ostatní miRNA, ale výrazně ovlivňuje aktivitu jiných genů. Celkově tato studie ukázala, že CRISPR-Cas12a je účinnější než Cas9 při tvorbě nefunkčních verzí miRNA genů v rostlinách a přispěla k lepšímu pochopení jejich role. Vědci navrhují využití této technologie k vytvoření knihoven miRNA mutantů nejen u rýže, ale i u dalších rostlinných druhů, což by mohlo vést k významnému pokroku v genetickém inženýrství plodin. Zdroj: Zheng, Xuelian, et al. "An efficient CRISPR‐Cas12a‐mediated MicroRNA knockout strategy in plants." Plant Biotechnology Journal 23.1 (2025): 128-140. https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=21038

13.03.2025 08:07

...existují i eukaryotické organismy jako například mikrořasy, které mají velice silný potenciál uplatnění v zemědělství nebo biotechnologiích?

[https://www.biotrin.cz/existuji-i-eukaryoticke-organismy-jako-napriklad-mikrorasy-kt]
Mikrořasy jsou různorodá skupina fotosyntetických mikroorganismů, která obývá vodní prostředí, jako jsou oceány, řeky a sladkovodní systémy. Tyto organismy postrádají běžné rostlinné struktury jako jsou kořeny, listy, stonek, ale disponují chloroplasty a dalšími buněčnými organelami, které se podílí na fotosyntéze. Díky této schopnosti mohou přeměňovat oxid uhličitý na organické sloučeniny a zároveň produkovat další látky jako proteiny, sacharidy, lipidy, vitaminy nebo pigmenty. Nabízí tak alternativu k suchozemským rostlinám pro produkci bioaktivních látek využitelných v potravinářství, krmivářství a pro výrobu biopaliv. Genové úpravy mikrořas vyžadují specializované molekulární nástroje, protože se jedná o složitější, eukaryotické organismy. K nejpoužívanějším nástrojům dosud patří nástroje Golden Gate Modular Cloning (MoClo) umožňující konstrukci genetických vektorů a ovlivňování genové exprese v souvislosti s vyšší produkcí požadované bioaktivní látky. Zájem o aplikace GM mikrořas v zemědělství a biotechnologiích stále roste, ale zároveň vyvolává otázky o jejich bezpečnost pro životní prostředí, zvířata a lidi. Bezpečnost GM mikrořas podléhá přísné regulaci, ať už v USA, nebo EU. Hodnocena jsou rizika a dopady na biodiverzitu a zajišťováno je rovněž transparentní označování produktů. Navzdory vědeckým pokrokům je komerční využití GM mikrořas stále omezené. Ekonomickou udržitelnost brzdí vysoké náklady a nutnost dalších výzkumů. Moderní molekulární techniky a multiomické přístupy však umožňují rychlejší vývoj nových kmenů mikrořas optimalizovaných pro průmyslovou produkci biopaliv a bioproduktů. Tyto nové kmeny řas by pak v budoucnu mohly efektivně produkovat  požadované průmyslové látky. Klíčem k jejich širšímu využití v praxi bude nejen ekonomická efektivita, ale i důkaz jejich bezpečnosti pro člověka a životní prostředí. Z tohoto důvodu je nutné pokračovat ve výzkumu a sledovat jejich dopad, aby se tento slibný vědecký směr mohl plně rozvinout. Více informací na toto téma můžete najít zde: https://link.springer.com/article/10.1007/s42452-024-06116-5 https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2022.839446/full Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová  

10.03.2025 08:14

Oves se zlepšenou nutriční hodnotou a trvanlivostí

[https://www.biotrin.cz/oves-se-zlepsenou-nutricni-hodnotou-a-trvanlivosti]
Oves setý (Avena sativa) je obilnina pěstovaná nejen na zrno, ale také jako zelená píce či krycí plodina. V lidské stravě je oves ceněný pro svůj vysoký obsah vlákniny a olejů a představuje perspektivní surovinu pro osoby s nesnášenlivostí lepku. S rostoucí světovou populací však narůstá i potřeba zlepšovat nutriční kvalitu potravin, což v případě ovsa vedlo ke snaze o optimalizaci složení oleje v jeho zrnu. Preferován je olej s vysokým obsahem mononasycených mastných kyselin, které zajišťují lepší oxidační stabilitu a delší trvanlivost.  Zlepšování nutričních vlastností ovsa prostřednictvím konvenčního šlechtění je (vzhledem k složitosti jeho genomu) náročné. Vědci z McGill University (Kanada) proto využili techniky genetického inženýrství k úpravě profilu mastných kyselin, a tím i ke změně způsobu produkce oleje u ovsa. Do kultivaru ovsa “Park” zavedli dva konstrukty obsahující tři známé klíčové geny podílející se na biosyntéze lipidů a/nebo regulačních drahách z huseníčku (WRI1 a DGAT1) a sezamu (OLEOSIN).  Exprese zavedených genů vedla ke komplexnímu přeprogramování transkripce v zrnech a listech ovsa. Zatímco endogenní geny DGAT, WRI1 a OLEOSIN vykazovaly zvýšenou expresi, geny spojené s biosyntézou mastných kyselin, jako je KASII, SACPD a FAD2, vykazovaly antagonistické vzorce exprese mezi zrny a listy ovsa. Transkriptomické analýzy odhalily významný rozdíl v genové expresi, zejména v oblasti metabolismu lipidů. Obsah kyseliny olejové v zrnech transgenních rostlin vzrostl ve srovnání s divokým typem až o 34 %; to by mohlo zvýšit zdravotní přínosy ovsa pro osoby s cukrovkou a srdečními chorobami.  Genová úprava ovsa by mohla také zlepšit jeho oxidační stabilitu, díky čemuž by byly produkty na bázi ovsa méně náchylné ke kažení. Dále došlo  k výraznému zlepšení celkového obsahu oleje v listech ovsa a také ke změnám primárních metabolitů v zrnech i listech ovsa při zachování homeostázy u transgenních rostlin ovsa. Používání plodin s vysokým obsahem tuků v krmivech pro hospodářská zvířata navíc vede ke zvýšení obsahu tuku v jatečně upraveném těle; získané maso tak představuje vydatnější zdroj energie pro člověka.  Dosažené výsledky nabízí nový přístup k rozvoji plodin bohatých na živiny a mohou být základem pro vývoj odrůd ovsa s vynikající nutriční hodnotou, přizpůsobených specifickým zdravotním problémům spotřebitelů. To je významným příslibem pro zemědělský průmysl i konzumenty. Vědci očekávají, že dosažené výsledky budou zajímavé především pro průmysl ovesného mléka, který by mohl mít prospěch z produktů s delší trvanlivostí, a doufají v zájem ovesného průmyslu o spolupráci na vývoji vysoce kvalitních, výživných a trvanlivých ovesných produktů.   Zdroj: Zhou, Z., Kaur, R., Donoso, T., Ohm, J. B., Gupta, R., Lefsrud, M., & Singh, J. (2024). Metabolic engineering‐induced transcriptome reprogramming of lipid biosynthesis enhances oil composition in oat. Plant Biotechnology Journal, 22(12), 3459-3472. https://doi.org/10.1111/pbi.14467 Genetic tweaks can make oats more nutritious, increase shelf life | Newsroom - McGill University Gene Editing to Produce Oats with Improved Nutritional Value and Shelf Life | Crop Biotech Update - ISAAA.org

06.03.2025 09:49

…schvalování GMO v EU, a tedy i v ČR, je legislativně i finančně náročný proces s přísnými pravidly?

[https://www.biotrin.cz/schvalovani-gmo-v-eu-a-tedy-i-v-cr-je-legislativne-i-financne]
Schvalování nových geneticky modifikovaných (GM) potravin a krmiv pro dovoz a povolení k pěstování GM rostlin v EU se řídí Nařízením Evropského parlamentu a Rady č. 1829/2003, o GM potravinách a krmivech, případně Směrnici 2001/18/ES. Povolení vydaná v rámci tohoto procesu platí pro všechny členské státy EU. Celý systém schvalování je založen na aktuálních vědeckých poznatcích. Hlavním odborným poradním orgánem je Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA). Na základě jeho stanoviska hlasují členské státy v orgánech EU o povolení uvedení GM potravin a krmiv na trh či o povolení pěstování GM rostlin v EU. Celý proces začíná vývojem nového GMO v laboratoři nebo v rámci polních pokusů. Pokud tyto pokusy přinesou pozitivní výsledky, je podána žádost podle Nařízení č. 1829/2003 nebo Směrnice 2001/18/ES. Nejprve žádost administrativně posoudí odpovědný úřad v členském státě EU, například v ČR je to Ministerstvo zemědělství nebo Ministerstvo životního prostředí. Po tomto prvotním posouzení následuje odborné hodnocení EFSA. K žádosti se poté mohou vyjádřit i další členské státy nebo veřejnost. Za ČR se k žádostem vyjadřuje Vědecký výbor pro GM potraviny a krmiva (VVG) nebo Česká komise pro nakládání s GMO a genetickými produkty (ČK GMO). Stanovisko EFSA je následně předloženo Evropské komisi (EK), která jej projedná ve Stálém výboru pro rostliny, zvířata, potraviny a krmiva. Ke schválení návrhu je zapotřebí kvalifikovaná většina hlasů. Na základě výsledku hlasování Evropská komise rozhodne buď o přijetí, nebo o zamítnutí žádosti. Pokud je žádost schválena, dochází k jejímu zapsání do Registru GMO. Povolení pro uvedení GMO na trh v EU se vydává na dobu deseti let, po jejichž uplynutí je nutné je nutné požádat o nové schválení. Přestože je povolení následně platné ve všech členských státech EU, jednotlivé státy mohou pěstování daných GM rostlin na svém území zakázat. Směrnice Evropského parlamentu a Rady EU 2015/412, kterou se mění směrnice 2001/18/ES, jim umožňuje omezit nebo zcela zakázat pěstování GM rostlin podle vlastního uvážení. Této možnosti již v minulosti využilo například Rakousko, Bulharsko nebo Belgie. Průběh schvalovacího procesu uvádění GMO a GM potravin a krmiv na trh v EU tím není ovlivněn, protože se tento předpis vztahuje výhradně na pěstování GM plodin. Více informací na toto téma můžete najít zde: https://bezpecnostpotravin.cz/UserFiles/publikace1/Moderni_biotechnologie_WEB.pdf Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

03.03.2025 06:42

Pokroky v biologické léčbě Alzheimerovy choroby

[https://www.biotrin.cz/pokroky-v-biologicke-lecbe-alzheimerovy-choroby]
Alzheimerova choroba je celosvětovým problémem obrovského rozsahu, neboť se jedná o vůbec nejčastější příčinu demence, která postihuje miliony lidí po celém světě. Poslední roky přinesly nové směry v léčbě tohoto závažného a progresivního onemocnění mozku, které zásadním způsobem ovlivňuje kvalitu života pacienta. Schválení se totiž dočkaly tři preparáty biologické léčby.  V současné době neexistuje na Alzheimerovu chorobu účinná léčba, která by trvale zabránila jejímu rozvoji či dokonce zvrátila její postup. Omezené možnosti léčby souvisejí mimo jiné i se skutečností, že dosud není plně objasněn přesný mechanismus vzniku a rozvoje tohoto onemocnění.  Přípravky biologické léčby, schválené v poslední době, obsahují protilátky cílené na amyloid beta. Jedná se o peptid, o němž je známo, že je součástí senilních plaků, patologických usazenin, které se vyskytují v mozku pacientů s Alzheimerovou chorobou a narušují správnou funkci nervových buněk. Navázáním protilátek na amyloid beta dochází k redukci množství senilních plaků v mozku, což má za následek zpomalení progrese nemoci. Podrobnosti o výše zmiňovaných protilátkách jsou uvedeny v následující tabulce.  Název/účinná látka Firma Schválení EMA Schválení FDA Aduhelm/Aducanumab Eisai/Biogen X 2021a Leqembi/Lecanemab Eisai/Biogen 2024b 2023 Kisunla/Donanemab Eli Lilly X 2024    adostupný do listopadu 2024, následně dobrovolně stažen z trhu z důvodu přeorientování zájmů firmy na nový přípravek s obdobnou indikací (Leqembi) bpo původním zamítnutí schválení tohoto přípravku v polovině roku 2024 došlo k přezkoumání rozhodnutí v listopadu roku 2024 a přípravek byl doporučen ke schválení  Bohužel je využití těchto protilátek provázeno několika zásadními limitacemi. V první řadě se jedná o skutečnost, že klinické testy prokázaly přínos tohoto typu protilátek pouze v počátečních stádiích onemocnění, kdy ještě nedošlo k nevratnému poškození mozkových struktur. Zároveň je při jejich použití poměrně častý výskyt závažných nežádoucích účinků včetně masivního krvácení do mozku a otoků mozku. Širšímu nasazení této léčby zabraňuje i její vysoká cena, typická pro biologické preparáty.   Navzdory problematickým aspektům přineslo zavedení biologických preparátů nový směr do značně omezených terapeutických možností léčby Alzheimerovy choroby a poskytlo vhodný základ pro vývoj nových terapeutik. V budoucnu tak bude možné zaměřit výzkum jak na nové generace léčiv ovlivňujících formování senilních plaků, tak na vývoj léčiv zasahujících do dalších mechanismů rozvoje Alzheimerovy choroby.  Zdroje:  https://www.nzip.cz/clanek/1314-alzheimerova-choroba (staženo 7.2.2025) https://www.technologynetworks.com/drug-discovery/articles/the-evolving-treatment-landscape-for-alzheimers (staženo 8.2.2025) Zhao Z, Liu Y, Ruan S, Hu Y.: Current Anti-Amyloid-β Therapy for Alzheimer‘s Disease Treatment: From Clinical Research to Nanomedicine. (2023) Int. J. Nanomedicine. 20(18):7825-7845. doi: 10.2147/IJN.S444115.  https://www.antibodysociety.org/resources/approved-antibodies/ (staženo 8.2.2025) https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/alzheimers-disease/symptoms-causes/syc-20350447  Holubová M., Hrubý M.: Terapeutika amyloidóz. (2016) Chem. Listy, 110(12):851–859.  https://www.ema.europa.eu/en/news/leqembi-recommended-treatment-early-alzheimers-disease (staženo 20.2.2025)