Čeští vědci z Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci v současnosti pracují na nové generaci geneticky modifikovaných potravin. Za pomoci výhradně vlastních genů rostliny jsou schopni ovlivňovat například její růst, odolnost proti suchu nebo i větší výnos. V mnoha ohledech jde skutečně o revoluční výzkum a úspěch české vědy. Na uvedení těchto experimentů v život si však díky pečlivému testování budeme muset ještě několik let počkat. O plodinách budoucnosti v rubrice Studia 6 Profil ze 7. července hovořil biochemik Ivo Frébort. Ptal se David Borek.
„Klasické šlechtitelství dosáhlo svého limitu,“ říká biochemik Ivo Frébort
Součástí vašeho výzkumu jsou rostlinné hormony. Jde o genetické modifikace druhé generace, kdy se do rostliny vkládá pouze její gen. Lze skutečně říct, že toto genetické inženýrství je naprosto bezpečné, nemá etické, vědecké vedlejší efekty?
Pracujeme na rostlinných hormonech, které jsou naprosto odlišné od hormonů lidských. Zabýváme se hormony, které se nazývají cytokininy a které ovlivňují vývoj rostliny - působí v různých stádiích jejího vývoje. Ovlivňují například rozvoj kořenového systému, růst nadzemní části nebo třeba ukládání živin v semenech.
Asi před deseti lety jsme začali pracovat na enzymech, které tyto hormony metabolizují. Od toho jsme přešli ke studiu genů - podařilo se nám naklonovat dva geny z ječmene. Takže jsme postupně začali přemýšlet, jak tyto věci využít.
Celosvětovým trendem je snaha vylepšovat kulturní plodiny, získávat plodiny stále více odolnější vůči škůdcům, s větším výnosem apod. Klasické metody šlechtitelství už na to nestačí, ty už dosáhly svého limitu. Proto se uplatňují metody genetické modifikace. V Evropě je to takový strašák, přitom ve Spojených státech se mluví o zelené revoluci v zemědělství.
Domnívám se, že současná věda natolik pokročila, že už to strašák být nemusí. Například v našem projektu se cytokininy dají pomocí enzymu, který je odbourává, velice jemně manipulovat. Hladina hormonů lze například nastavit tak, aby nám rostlina vyrostla s většími kořeny nebo aby ukládala více zásobních látek do semen.
Jak vypadá práce odborníka, který takto jemně ladí hormony ve vašem případě v ječmenu? To musí být absolutně mikroskopická práce.
Pracuje se ve velmi malých objemech. Předchází tomu velmi důsledná příprava, protože se musí vymyslet, jak to udělat, což není vůbec jednoduché. Potom postupujeme metodou pokusů a omylů, jak je to ve vědě běžné, přičemž těch neúspěšných je 90 procent. A jakmile se nám podaří posunout o krůček dál, vymyslíme novou metodu, jak pokračovat.
Enzymů, které studujeme, je v rostlinách asi deset genů a působí v různých částech rostliny. Díky tomu máme poměrně velký arzenál k tomu, jak s geny manipulovat. Můžeme jejich projev přesunout z jednoho místa na druhé, kde budou působit na jiné typy hormonů.
Stále přitom manipulujete s geny, které ta rostlina měla…
Nezavádíme žádné cizorodé geny. Ještě nedávno se pro selekci používaly geny, které zaváděly rezistenci na herbicidy. To už je trošku zastaralé, protože u mladých rostlin lze použít různé typy sacharidů. Malá rostlina totiž není schopná využít některé sacharidy, takže to lze aplikovat jako selekční marker pro transgenní rostliny.
Z vašeho pohledu jsou tedy políčka s geneticky modifikovanými potravinami technologií, která už je zastaralá?
Schvalování technologie trvá strašně dlouho. Než se přejde od laboratorních pokusů někam do praxe, trvá to tak deset let. Je tam dlouhé období důsledného testování bezpečnosti. Je to de facto jako s vývojem léků, kde to trvá obdobně dlouho.
Předpokládejme tedy, že je rok 2019 a vaše objevy jsou už uvedeny v praxi, co bude jinak třeba právě s ječmenem?
Když bude stát štěstí na naší straně, mohlo by se podařit vyprodukovat plodinu, která bude odolnější vůči suchu. To by mohlo být založeno na větším kořenovém systému, na zvýšení podílu látek, které vážou vodu, na změně regulace otevírání průduchů, které umožňují odpařování vody, atd.
Druhý směr vývoje vede ke zvyšování výnosů. V poslední době se nám podařilo umlčet jeden z genů, které působí při ukládání zásobních látek v semenu. Můj kolega tak na modelovém kultivaru ječmene dosáhl 30procentního nárůstu výnosu. To je něco nepředstavitelného, klasickým šlechtěním toho nelze dosáhnout. Jde ovšem opravdu o modelovou rostlinu, provést to na běžném kultivaru bude velmi obtížné.
Do časového horizontu 2019 možná spadá i projekt výzkumného centra v Olomouci, na který chcete sehnat evropské peníze. O co jde?
Jde o takzvané Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum. Je to projekt Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace, který jsme připravovali asi dva roky.
Centrum sdružuje nejlepší vědce z Univerzity Palackého a olomouckých poboček Ústavu experimentální botaniky Akademie věd a Výzkumného ústavu rostlinné výroby. Centrum si klade poměrně ambiciózní cíle: Vybudovat infrastrukturu, přijmout nové vědce zejména z řad našich studentů, kteří teď třeba pracují v Evropě, a rozvinout poměrně nové směry výzkumu na Hané.
Jste jakýmsi prototypem vědce nové generace, a to i ve vztahu k diskuzím ohledně financování české vědy. Tedy: nikoliv obrovský rozpočet Akademie věd, ale spíše evropské peníze.
Je to tak, že zatímco akademici vyhrožují stávkami a protestují proti krácení rozpočtu, vy od toho dáváte ruce pryč a říkáte, že si dokážete najít peníze z evropských fondů, že nejste závislí na státním financování?
Tak to zdaleka není. Evropské fondy jsou na vybudování infrastruktury, státní financování tam má stále velký podíl. Navíc infrastrukturu budeme muset nějak udržovat. K tomu je potřeba, aby vláda dodržovala svůj závazek navyšovat peníze na vědu, abychom dosáhli úrovně vyspělých evropských zemí.
My jsme na univerzitě, takže současný problém s Akademií věd se nás týká jiným způsobem. Situace je ale skutečně taková, že hrozí destabilizace systému a odliv mladých lidí, které se nám podařilo za posledních deset let vychovat.
(redakčně kráceno)