Praha - Mezinárodní tým, v němž působili čeští botanikové, přichází s novými poznatky o tom, proč a jak se rostlina dobře vyvíjí.
"Teoreticky bychom díky tomuto poznání mohli jednou zvýšit výnosy zemědělských plodin. Nebo upravit rostliny tak, aby lépe zakořenily. Případně přimět stromy nebo keře, aby se více rozvětvily, staly se košatějšími. To by se určitě hodilo v zahradnictví," zamýšlí se Eva Zažímalová, ředitelka Ústavu experimentální botaniky Akademie věd a spoluautorka výzkumné práce, jejíž poznatky nyní publikuje špičkový odborný časopis Nature.
Květ jako jehlice
Vědci už dříve zkoumali, jak vlastně rostlina "ví", kam růst, kdy a kde vytvořit novou větev nebo kořínek. Při tom zjistili, že pro zdárný vývoj každé rostliny je klíčový hormon, zvaný auxin. Jeho hladina v každé buňce musí být přiměřená - ani málo, ani moc. Je nutný mimo jiné pro vytváření zárodku v semeni, pro vývoj listů, stonků a kořenů, pro tvorbu cévních svazků a pro ohyb stonků a kořenů v reakci na světlo či zemskou přitažlivost.
Auxin si rostlina sama tvoří z látek, které získává z okolního prostředí. Vzniká především v mladých listech.
O tom, jak rostlina s auxinem zachází, pak rozhodují bílkoviny zvané PIN. Není to zkratka osobního identifikačního čísla do bankomatu. Název jim dali vědci poté, co si všimli, že jedna z těchto bílkovin způsobuje na rostlině huseníčku vznik květu, který nemá listy a vypadá jako špendlík či pletací jehlice (anglicky pin).
Pět zemí v projektu
Huseníček rolní (Arabidopsis thaliana), což je vcelku běžný polní plevel, milují botanikové proto, že má malý genom, takže se s ním dají dobře dělat genetické pokusy.
U huseníčku tedy botanikové zjistili, že má osm bílkovin PIN. Pět z nich funguje jako "vyhazovači" - přenášejí molekuly auxinu ven z buněk. Protože obvykle nejsou na povrchu buňky rozmístěny rovnoměrně, určují svou činností směr proudění auxinu rostlinou.
Další tři členové této "rodiny" mají odlišnou strukturu. Vědce proto zajímalo, zda se liší i funkcí. K výzkumu si vybrali bílkovinu PIN5. Projektu se účastnila pracoviště z pěti evropských zemí včetně České republiky a vedl jej profesor Jiří Friml, absolvent Masarykovy univerzity v Brně, který nyní působí na univerzitě v belgickém Gentu.
Ukázalo se, že pokud vědci pokusně zastavili nebo zvýšili tvorbu bílkoviny PIN5, trpěly rostliny huseníčku různými vývojovými poruchami.
Využití možná až po letech
"Gen pro tuto bílkovinu jsme proto vnesli do buněk tabáku, u nichž jsme poté měřili příjem a výdej auxinu. Výsledky byly překvapující. Když jsme buňky přinutili vytvářet velké množství PIN5, chovaly se jako bezedná černá díra, kde mizí téměř veškerý auxin," uvádí inženýr Petr Skůpa z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd.
Příčinu odhalily další experimenty provedené v jejich ústavu: ukázaly, že PIN5 navádí auxin do vnitrobuněčné struktury, která zničí jeho hormonální aktivitu. Tímto způsobem tedy rostlina řídila množství auxinu ve svých buňkách.
Vědci tak vlastně přispěli k pochopení mechanismu, který široce ovlivňuje růst a vývoj rostlin. Teď mohou pracovat na tom, jak tohoto poznatku využít při umělém ovlivňování využití auxinu v rostlinách. Například k řízení růstu zemědělských plodin.
Jak to už u základního výzkumu bývá, praktické využití nového poznatku může přijít až po dlouhých letech. A může nakonec překvapit i vědce, kteří se na původním poznání podíleli.
Tip: Poznejte další bylinky a rostliny - Černý kořen, Čemeřice černá nebo Čertovo lejno
