i

Aktuální číslo:

2026/4

Téma měsíce:

Radioaktivita

Obálka čísla

(Mega)hrátky s chromozomy u rostlin

 |  30. 3. 2026
 |  Vesmír 105, 192, 2026/4

Že jsou rostliny geniálními „chemiky“, je po tisíciletí známá věc a jimi vyráběné „chemikálie“ využíváme prakticky ve všech našich činnostech. O tom, že jsou rostliny i vynikající „genetičtí inženýři“, už asi takové povědomí není. I když rozptyl ve velikostech genomů u rostlin, dopady domestikace a šlechtění na jejich genetickou informaci či například polyploidie by nás neměly nechat na pochybách. Rostliny jsou současně vynikající organismy pro studium genetiky (ostatně stály u zrodu této vědecké disciplíny). Nedávno byla v časopise Science publikována studie popisující „hrátky“ s chromozomy. Významně se na ní podíleli kolegové z CEITEC Masarykovy univerzity.

Již dříve jiný tým pracující s kukuřicí ukázal, že se dá vytvořit rostlina s více chromozomy. Němečtí a čeští kolegové dokázali díky využití technologie CRISPR-Cas počet chromozomů naopak snížit. A to z 5 na 4 (resp. z 10 na 8 v karyotypu) u modelové rostliny Arabidopsis thaliana (huseníčku rolního). Postupovali dvoukrokově. V každém z nich využili tzv. dvouřetězcového zlomu DNA vyvolaného pomocí CRISPR. V prvním kroku přesunuli jedno rameno chromozomu 3 na chromozom 1 a ve druhém kroku přesunuli zbývající rameno z druhé strany centromery buď na druhé rameno chromozomu 1, nebo na chromozom 5. Tím získali dva nové genotypy se čtyřmi chromozomy, jeden s přesunem genetické informace pouze na chromozom 1, druhý s přesunem na chromozomy 1 a 5. Jako vedlejší produkt vznikl ještě „minichromozom 3“ (v podstatě jen centromera a její nejbližší okolí). Autoři předpokládali, že „nepřežije“. A měli pravdu, rostlina se jej v následující generaci zbavila.

Snížení počtu chromozomů se již dříve povedlo u kvasinek či u myši, ovšem tato změna měla poměrně významný efekt na genovou expresi a fenotyp těchto organismů. Naproti tomu u rostlin se dle studie genová exprese významně nezměnila a fenotypově byly vzniklé genotypy nerozeznatelné od divokého typu. Ovšem v důsledku snížení počtu chromozomů se o 60-80 % snížila fertilita jedinců (heterozygotů) vzniklých při křížení mezi nově vzniklými genotypy (se čtyřmi chromozomy) a planou rostlinou (s pěti chromozomy). To připomíná situaci, kdy se kůň spáří s oslicí (či naopak), vznikne životaschopná mula či mezek s některými zajímavými vlastnostmi, avšak vzniklý jedinec je neplodný. Tímto způsobem by se v budoucnu mohlo dát předcházet křížení geneticky editovaných plodin s původními druhy.

Tato práce výborně demonstruje možnosti změn genetické informace rostlin (především s využitím CRISPR-Cas), které na nás do budoucna jistě čekají a které mají zajímavý potenciál pro moderní šlechtění plodin.

Rönspies M. et al.: Science, 2025, DOI: 10.1126/science.adz8505

Zhang F., Dawe R. K.: Science, 2025, DOI: 10.1126/science.aec7902

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Martin Janda

Ing. Martin Janda, Ph.D., (*1987) vystudoval biochemii na VŠCHT v Praze. V současnosti se na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích zabývá interakcemi mezi rostlinami a mikroorganismy a snaží se ve více či méně příbuzných tématech vzdělávat studenty. Od roku 2022 je předsedou České společnosti experimentální biologie rostlin.
Janda Martin

Doporučujeme

Ničí ozon choleru?

Ničí ozon choleru? uzamčeno

Iva Hůnová, Libor Elleder  |  30. 3. 2026
Pražská klementinská observatoř patří k těm, které mají nejdelší řadu nepřetržitých hydrometeorologických pozorování na světě. To se všeobecně...
Jak se člověk stává biologem

Jak se člověk stává biologem

Jan Černý  |  30. 3. 2026
Biologem se člověk nerodí, biologem se člověk stává. Ne jednorázovým rozhodnutím nebo náhlým osvícením, ale pomalým vrůstáním do světa, který je...
Patnáct let Fukušimy

Patnáct let Fukušimy uzamčeno

Vladimír Wagner  |  30. 3. 2026
Nejsilnější zemětřesení v dějinách přístrojového měření lokalizovaly seismografy v pátek 11. března 2011 pod mořským dnem nedaleko Japonska....