Je zcela běžné, že rodiče předávají zkušenosti svým dětem, které jim pomohou překonat v životě těžké časy. Genetici na Penn State University ovšem zjistili, že podobného "předávání zkušeností" budoucím generacím jsou schopny i rostliny, které se díky tomu mohou stát odolnějšími. Svůj objev publikovali na stránkách časopisu Nature Communications.

Vědci z Penn State se rozhodli sledovat expresi genu MSH1, který hraje klíčovou roli právě v odolnosti rostlin. Jeho deaktivace ve známém modelovém druhu huseníček rolní (Arabidopsis thaliana) vedla k silnější obraně vůči stresovým podmínkám, jako například sucho. Takto upravené rostliny změnily během zátěže své růstové strategie - omezili zejména množství biomasy rostlé nad zemí a posílily naopak kořenový systém, poskytující vodu. Vědci si rovněž všimli i opožděného kvetení, na který stresu vystavený huseníček nevěnoval takový důraz, jako za běžných okolností.

Vědci z Pensylvánské Státní Univerzity nad rostlinami Arabidopsis thaliana, zdroj: Penn State University

Zcela nejzajímavější poznatek, který genetici z Penn State učinili, bylo zjištění, že tuto stresovou odpověď je rostlina schopna předat až pěti budoucím generacím. Na vlastní oči se přesvědčili, že projde-li mateřský huseníček stresem, mohou se mechanismy odolnosti projevit i u některých potomků.

Pokud vás zajímá více podrobností z postupu, kterým vědci těchto výsledků dosáhli, můžete si přečíst originální publikaci v časopise Nature Communications. Deaktivace genu MSH1 však dosáhli různými způsoby - u některých rostlin docházelo k přirozeným mutacím, které gen zastavily v expresi, u jiných populací došlo k úpravě pomocí RNA interference. V obou případech byly výsledky podobné.

Je důležité vysvětlit termín, kterému se v molekulární biologii říká epigenetika. Při epigenetických procesech dochází k dědičným změnám, které nikterak neprovází změna sekvence DNA, tedy například umělé přidání cizích genů. V takovém případě by se jednalo o geneticky modifikované organismy (GMO), jejichž zdravotní nezávadnost je navzdory odborným výzkumům v současné době stále předmětem pochybností. Ovšem pouhou kontrolou genové exprese tak docílíme podobného výsledku, jako u klasického šlechtění, se kterým mají lidé zkušenosti po tisíce let. Mezi případy epigenetické dědičnosti patří například specifické umlčování genů, známé jako imprinting, které po mateřské či otcovské linii přináší potomstvu některé genetické choroby.

Genetici z Penn State přikročili k navazující práci, ve které deaktivují expresi genu MSH1 u rajčete, sóji a řepky. Vzhledem k dosavadním výsledkům doufají, že by jejich poznatky mohly do budoucna vést k vyšší zemědělské výnosnosti.

Originální publikace: https://www.nature.com/articles/s41467-020-16036-8

Zdroj: New Atlas, zdroj titulní fotografie: Dan Gold, Unsplash