17.04.2025 09:14

...označování a kontrola GM produktů se v jednotlivých zemích liší v závislosti na legislativě a přístupu k biotechnologiím a genetickým modifikacím?

[https://www.biotrin.cz/oznacovani-a-kontrola-gm-produktu-se-v-jednotlivych-zemich-lis]
Nejpřísnější pravidla pro označování GM produktů má Evropská unie (EU). Označování GM produktů podléhá Nařízení Evropského parlamentu (EP) a Rady (R) č. 1829/2003 článku 13(1) a 25(2) a Nařízení EP a R č. 1830/2003 článku 4(6). Označit GMO a jejich produkty je povinen pěstitel GM plodiny, dovozce, zpracovatel, přepravce nebo kdokoliv, kdo nakládá s GMO. V EU platí, že veškeré potraviny a krmiva obsahující více než 0,9 % GM složek musí být jasně označeny. Konkrétně to znamená, že pokud potravina obsahuje více než 0,9 % GM složek, musí být na obalu uvedeno označení jako "geneticky modifikovaný organismus", „obsahuje geneticky modifikovaný organismus“ nebo „vyrobený z geneticky modifikované řepky/kukuřice” atd. Zároveň to platí i pro zpracované produkty, pokud obsahují složky vyrobené z GM plodin. Naopak pokud se jedná o živočišné produkty jako je maso, mléko nebo vejce od zvířat krmených GM krmivem, označení se nevyžadují. U nebalených GM produktů nebo u balených produktů malých rozměrů (plocha menší než 10 cm2), musí být označení o GMO na boxu nebo regálu s vystaveným produktem (nebo těsně vedle produktu). Pokud se nejedná o potravinu, ale komoditu, krmivo či surovinu s jiným účelem použití (např. GM řepka pro výrobu bioplynu), je požadováno označení “není určeno pro pěstování“. Povinné značení se týká pouze GMO, které byly v EU povoleny na trh. Pokud nemá daný GM produkt povolení v EU, žádná tolerance u něj neplatí. Některé země EU, jako Rakousko, Francie, Lucembursko nebo Německo, si stanovily vlastní pravidla pro označování. Zavádějí označení „bez GMO“ pro potraviny, které geneticky modifikované složky běžně neobsahují. Tento přístup slouží především jako marketingová strategie a poskytuje spotřebitelům možnost vědomě si vybrat produkty bez GMO. Označování a kontrola GM produktů hrají klíčovou roli v informovanosti spotřebitelů a zajištění bezpečnosti potravinového řetězce. Různé přístupy v jednotlivých zemích však mohou vést k rozdílným podmínkám pro pěstování, distribuci a prodej GM potravin po celém světě. Více informací na toto téma můžete najít zde: https://www.biotrin.cz/jak-je-regulovano-znaceni-geneticky-modifikovanych-potravin/ https://mze.gov.cz/public/portal/mze/potraviny/bezpecnost-potravin/geneticky-modifikovana-krmiva https://bezpecnostpotravin.cz/UserFiles/publikace1/Moderni_biotechnologie_WEB.pdf https://bezpecnostpotravin.cz/oznaceni-bez-gmo-jak-to-vidi-cesti-vyrobci/ Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

14.04.2025 07:07

Průlom ve šlechtění rýže: Vysoké výnosy a nízké emise metanu

[https://www.biotrin.cz/prulom-ve-slechteni-ryze-vysoke-vynosy-a-nizke-emise-metanu]
Mezinárodní tým vědců dosáhl významného pokroku v boji proti změně klimatu vyvinutím nové odrůdy rýže, která výrazně snižuje emise metanu, ale zachovává vysoké výnosy. Rýže, jedna z hlavních světových potravin, je zodpovědná za přibližně 13 % celosvětových emisí metanu antropogenního původu. Tradičně se však pěstuje na zaplavených polích, což vytváří ideální prostředí pro mikroorganismy produkující metan. Vědci se zaměřili na pochopení chemických procesů vedoucích k produkci metanu a ve studii publikované v časopise Molecular Plant identifikovali klíčové sloučeniny. Zjistili, že vyšší hladiny fumarátu v kořenových exudátech podporují množení metanogenních mikroorganismů, zatímco vyšší obsah etanolu naopak produkci metanu potlačuje. Počáteční výzkum porovnával dvě odrůdy rýže: geneticky modifikovanou SUSIBA2 s nízkými emisemi metanu a standardní odrůdu Nipponbare. Při detailní analýze kořenových výměšků vědci objevili, že kořeny SUSIBA2 produkují výrazně méně fumarátu a naopak více etanolu, což vysvětluje její nižší produkci metanu. Na základě těchto poznatků výzkumný tým ze Švédské univerzity zemědělských věd ve spolupráci s čínskými kolegy vyvinul novou odrůdu rýže bez použití genetické modifikace. Zkřížili starší, komerčně nevyužívané odrůdy s přirozeně nízkými emisemi metanu (ačkoli s nízkými výnosy) s vysoce výnosnými moderními kultivary. Výsledkem tříletého šlechtění je nová odrůda, která snižuje emise metanu až o 70 % a dosahuje výnosů 8,96 tun/hektar – téměř dvojnásobek světového průměru 4,71 t/ha v roce 2024. I přes slibné výsledky čelí zavedení této nové odrůdy několika výzvám. Jednou z nich je její citlivost na teploty nad 35 °C, což je problematické v kontextu globálního oteplování, zejména v hlavních oblastech pěstování rýže v Asii. Druhou výzvou je získání potřebných regulačních povolení, k čemuž výzkumníci založili specializovanou společnost Green Rice Sweden. Nejnáročnějším úkolem však bude přesvědčit pěstitele rýže po celém světě, aby tuto novou odrůdu skutečně adoptovali. Jako alternativní řešení, zejména pro teplejší oblasti, vědci testují přidávání kombinace oxantelu (inhibitoru fumarázy) a etanolu do půdy, což snížilo emise metanu přibližně o 60 % bez negativního vlivu na výnosy. Oxantel je již schválen jako lék proti střevním parazitům u lidí a zvířat, což naznačuje jeho potenciální bezpečnost. Při aplikaci oxantelu i při všech ostatních zemědělských inovacích výzkumníci kladou velký důraz na zachování rovnováhy půdního mikrobiomu. Jak zdůrazňují, cílem těchto metod je pouze cílené snížení počtu producentů metanu, nikoliv narušení celkové půdní mikrobiologie, která zůstává klíčová pro zdraví rostlin a udržitelnou produkci. Úspěšné rozšíření této inovace by mohlo mít významný dopad na zmírnění klimatické změny. Studie ukazuje, že je možné dosáhnout vysokých výnosů při současném snížení environmentálních dopadů, a to i pomocí tradičních šlechtitelských metod.    Zdroje: https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(25)00029-2 https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=21187 https://www.advancedsciencenews.com/high-yield-eco-friendly-rice-reduces-methane-emissions  

10.04.2025 09:56

...mRNA vakcíny nemusí být cíleny jen na COVID-19?

[https://www.biotrin.cz/mrna-vakciny-nemusi-byt-cileny-jen-na-covid-19]
mRNA vakcíny představují zcela nový typ vakcín, ve kterém nejsou využívány celé organismy, či jejich proteiny, aby vyvolaly imunitní odpověď organismu, ale pouze genetická informace, která představuje návod k syntéze příslušného proteinu až uvnitř organismu. Většina z nás má mRNA vakcíny spojené s obdobím pandemie COVIDu-19, během kterého byla schválena první vakcína tohoto typu. Věda se však s takto omezeným využitím nově nabytých poznatků nesmířila a snaží se tento potenciál využít v boji proti dalším onemocněním. Mezi největší hráče na tomto poli patří firmy BioNTech, Moderna, Pfizer či CureVac. Vzhledem k úspěšnému použití prvních schválených mRNA vakcín v boji proti koronaviru SARS-CoV-2 není s podivem, že mnoho dalších vakcín, které jsou nyní v různých fázích klinických testů, je cíleno na infekční onemocnění včetně AIDS či chřipky. Zároveň je však testována i celá řada přípravků určených k léčbě nádorových onemocnění, včetně tak obávaných typů rakoviny, jako je rakovina slinivky břišní, rakovina plic či melanom.  Do budoucna se proto otevírá otázka, zda to budou právě mRNA vakcíny, které přinesou nové možnosti léčby těchto závažných onemocnění.  Více informací na toto téma můžete najít zde: https://www.biontech.com/int/en/home/pipeline-and-products/pipeline.html#bnt116-non-small-cell-lung-cancer https://www.sciencenews.org/article/cancer-vaccine-mrna-pancreas-nih Munazza F., Pil-Gu P., Kee-Jong H.: Clinical advancements in mRNA vaccines against viral infections, Clinical Immunology, 271 (2025). https://doi.org/10.1016/j.clim.2024.110424 https://clinicaltrials.gov/ Autorka textu: Eva Benešová, editorka textu: Tereza Branyšová​​

07.04.2025 08:07

Španělští vědci vyvinuli 'zlatý' salát s rekordním obsahem beta-karotenu

[https://www.biotrin.cz/spanelsti-vedci-vyvinuli-zlaty-salat-s-rekordnim-obsahem-beta-karotenu]
Vědci z Výzkumného ústavu pro molekulární a buněčnou biologii rostlin (IBMCP), společného pracoviště Španělské národní rady pro výzkum (CSIC) a Politické univerzity ve Valencii (UPV) dosáhli významného pokroku v oblasti biofortifikace rostlin. Jejich inovativní metoda umožňuje významně zvýšit obsah beta-karotenu v listech a dalších zelených rostlinných pletivech, což představuje významný krok vpřed v oblasti výživy a zemědělství. Výsledky byly zveřejněny v časopise Plant Journal. Beta-karoten, který patří mezi nejvýznamnější karotenoidy, je klíčovou sloučeninou pro lidské zdraví. Jako primární prekurzor retinoidů, včetně vitaminu A, hraje zásadní roli v několika základních tělesných funkcích. Mezi ty nejdůležitější patří správné fungování zraku, proliferace a diferenciace buněk a podpora imunitního systému. Karotenoidy jsou přirozeně se vyskytující pigmenty v rostlinách a dalších fotosyntetizujících organismech. Vzhledem k významu beta-karotenu pro lidské zdraví bylo klíčovým úkolem zmíněného vědeckého týmu najít způsob, jak zvýšit obsah beta-karotenu v listech rostlin, ale zároveň nenarušit jejich životně důležité procesy, především fotosyntézu. Pro správné fungování fotosyntézy je totiž nezbytná přesně vyvážená hladina karotenoidů včetně beta-karotenu ve fotosyntetických komplexech chloroplastů – jak příliš vysoké, tak příliš nízké množství může narušit jejich funkci a vést až k odumření listů. Výzkumníci vyřešili problém s rovnováhou beta-karotenu pomocí kombinace biotechnologických technik a ošetření vysokou intenzitou světla. Vyvinuli metodu využívající dva různé přístupy k ukládání beta-karotenu v netradičních místech rostlinné buňky. První přístup spočívá v ukládání beta-karotenu v plastoglobulech – tukových zásobních vezikulách uvnitř chloroplastů, které se běžně neúčastní fotosyntézy ani nehromadí karotenoidy. Druhá strategie využívá biotechnologické přístupy k produkci beta-karotenu mimo chloroplasty, ve vezikulách v cytosolu. Pomocí molekulárních technik a intenzivního světla se podařilo stimulovat tvorbu plastoglobulů, což nejen zvýšilo množství uloženého beta-karotenu, ale také zlepšilo jeho biologickou dostupnost pro lidský organismus. Kombinací obou přístupů dosáhli výzkumníci pozoruhodných výsledků – až třicetinásobného zvýšení přístupných hladin beta-karotenu ve srovnání s neošetřenými listy. Tento dramatický nárůst se vizuálně projevil charakteristickou zlatavou barvou listů salátu. Schopnost produkovat a skladovat beta-karoten ve velmi vysokých hladinách a v biologicky přístupnější formě mimo jeho obvyklá místa výskytu otevírá nové možnosti pro zlepšení výživové hodnoty různých druhů listové zeleniny, jako je salát, mangold nebo špenát. Pro spotřebitele je pak klíčové i to, že tato metoda zachovává charakteristickou vůni a chuť upravených rostlin. Tento výzkum představuje významný krok vpřed v boji proti nedostatku vitaminu A v lidské stravě a ukazuje potenciál biotechnologických přístupů při řešení globálních výživových problémů.   Zdroje:  https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=20997 https://www.upv.es/noticias-upv/noticia-14794-superlechugas-en.html  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16964   

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