Vědcům se podařilo zmapovat celý genom kůrovce, tedy hmyzu, který se správně jmenuje lýkožrout smrkový. Tento průlom otevírá cestu k novému výzkumu a zejména k mnohem účinnějším způsobům, jak tohoto nebezpečného škůdce kontrolovat.
Zmapování genomu kůrovce podle autorů výzkumu umožňuje mnohem hlouběji pochopit, jak a proč se stal v Evropě i Asii tak úspěšným. Mimo jiné odhalilo, že lýkožrout smrkový má neobvykle velké množství genů, které pomáhají rozkládat buněčné stěny rostlin. Naopak se nezdá, že by měl zvýšený počet genů, které mu umožňují zbavovat se cizorodých látek, což je překvapivé, protože pryskyřice ve stromech je pro hmyz toxická.
Vědci doufají, že dokončené sekvenování celého genomu lýkožrouta by mohlo už brzy otevřít cestu k vývoji vysoce účinné a současně přesně cílené zbraně – takzvané interference RNA (RNAi).
Tajná zbraň proti kůrovci
RNAi je nástroj molekulární biologie, který cíleně a s vysokou přesností potlačuje nějaký gen tím, že hmyzu podává dvouvláknovou RNA, například prostřednictvím potravy. To nakonec způsobí, že se produkce bílkovin z příslušného genu dočasně zastaví nebo sníží, aniž by došlo ke změně genomu. Tato metoda může poskytnout jasné informace o rolích, které hrají konkrétní geny v biologii kůrovce, přičemž tento proces je nyní usnadněn sekvenováním celého genomu brouka.
„Doufáme, že časem bude metoda RNAi využitelná i při praktické kontrole škůdců v lesích,“ popsali vědci. „Mohli bychom například potlačit geny, které mají přímý vliv na přežití, nebo se zaměřit na geny, které jsou klíčové pro rozmnožování kůrovce nebo jeho schopnost vnímat feromony používané při páření a napadat smrkové lesy,“ uvedl jeden z autorů Martin N. Andersson.
Protože je tato metoda založená na využití genomu jednoho konkrétního druhu, nemá žádné nežádoucí, škodlivé vedlejší účinky na jiné organismy.
Jak výzkum probíhal?
Aby vědci dokázali genom kůrovce získat, provedli v laboratoři sourozenecké páření deseti generací brouků. Tímto způsobem získali DNA s relativně malým počtem variací. Poté získali DNA z přibližně sta brouků. Ta byla biochemicky sekvenována v malých úsecích, které byly následně sestaveny pomocí výkonných počítačů.
Vědci pak porovnali výsledky s genomy jiného hmyzu a analyzovali, které geny se u lýkožrouta smrkového rozšířily a které byly redukovány v porovnání s jinými blízce příbuznými druhy. Podle autorů jejich vyhodnocení naznačuje, že genom je velmi kvalitní a srovnatelný s některými z nejlépe prozkoumaných genomů jiných druhů hmyzu, jako jsou například ovocné mušky a komáři.
Na analýze genomu se podíleli i čeští vědci z České zemědělské univerzity v Praze. „Genom byl sekvenován v rámci projektu Extemit K OP VVV, který začal na naší univerzitě v roce 2017 a je zaměřen na mitigaci klimatických změn v lesnictví, a to především na rozšíření kůrovce,“ uvedla Anna Jirošová, která na výzkumu pracovala. „Projekt takového rozměru jako sekvenace plného genomu je náročný a byli do něj zapojeni odborníci z dalších světových institucí,“ dodává vědkyně.
