Sciencemag.cz
Related Articles
Během vývoje embrya planého čiroku z některých buněk mizejí celé nadbytečné chromozomy. Vědci poprvé zachytili tento proces na úrovni jednotlivých buněk. Tým z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR ve spolupráci s kolegy z Biotechnologického ústavu Akademie věd ČR pomocí analýzy RNA rozlišil buňky, které si B chromozom ponechávají, od těch, v nichž dochází k jeho cílenému odstranění. Identifikoval také nové kandidátní geny, které se na tomto procesu mohou podílet. Studie, která přispívá k pochopení organizace a evoluce rostlinných genomů a otevírá možnosti využití v rostlinné biotechnologii, vyšla v časopise Plant Biotechnology Journal.
Pro většinu organismů platí, že všechny buňky obsahují stejnou sadu chromozomů. U některých rostlin se však vedle běžných chromozomů vyskytují takzvané B chromozomy neboli nadbytečné chromozomy, které nejsou pro život nezbytné. U planého čiroku se během vývoje zárodku děje něco mimořádného: většina buněk se těchto chromozomů postupně zbaví a B chromozomy přetrvávají pouze v omezených částech rostliny. Jak přesně se tento proces děje a které buňky zasahuje, dosud nebylo známo.
Vědci z olomouckého pracoviště Ústavu experimentální botaniky (ÚEB) AV ČR jako první použili metodu sekvenování RNA z jednotlivých buněčných jader ke studiu eliminace B chromozomů. „Na rozdíl od předchozích studií, které sledovaly celé embryo najednou, nám nová metoda umožnila podívat se na jednotlivé buňky. Díky tomu jsme poprvé zachytili buňky, ve kterých B chromozomy mizejí, a objevili nové geny, které se na tomto procesu pravděpodobně podílejí,“ říká výzkumnice Miroslava Karafiátová.
Výsledky jsou podle vedoucího pracoviště Jana Bartoše významným krokem k pochopení mechanismů, které rozhodují o tom, zda bude určitý chromozom v buňce zachován, nebo odstraněn. „Jde především o základní výzkum, který přispívá k lepšímu porozumění organizaci a evoluci rostlinných genomů. Současně ale otevírá i dlouhodobé možnosti využití v rostlinné biotechnologii,“ říká rostlinný genetik Jan Bartoš z ÚEB AV ČR.
B chromozomy mohou najít nové využití
Autoři studie upozorňují, že B chromozomy by v budoucnu mohly sloužit jako přirozené nosiče genetické informace. Pokud se podaří objasnit mechanismy jejich řízené eliminace, mohlo by být možné navrhovat umělé minichromozomy, které by nesly užitečné vlastnosti pouze v určitých pletivech nebo vývojových stadiích rostlin. Takový přístup by mohl například přispět k přesnějšímu řízení přenosu genetických vlastností nebo k vývoji nových biotechnologických nástrojů. Tyto možnosti zatím představují perspektivu pro budoucí výzkum, nikoli bezprostřední praktické využití.
Bojdová, T., P. Abaffy, L. Valihrach, M. Karafiátová, and J. Bartoš. 2026. “ Single-Nucleus Transcriptome Analysis Provides New Insights Into B Chromosome Elimination in Sorghum.” Plant Biotechnology Journal 1–10. https://doi.org/10.1111/pbi.70737.
