Lidstvo hlady nezemře, známe téměř celý genom pšenice. Takové titulky minulý týden zdobily zprávu o výsledcích výzkumu britských vědců. Agentura Reuters už v souvislosti se suchy a neúrodou v Rusku slibovala, že se podaří vyvinout odolnější a výnosnější druhy této obiloviny.
Jenže skutečnost není tak blyštivá: tým vědců z Liverpoolské univerzity, vedený Neilem Hallem, udělal pouze jeden z kroků v luštění pšeničné dědičné informace.
Hall s kolegy se navíc zachoval poměrně neeticky. Své poznatky totiž nezveřejnil v žádném odborném časopise, kde by jejich důležitost posoudili další vědci z oboru, ale rovnou je předhodil médiím.
A co britští vědci vlastně zjistili? V rozhovoru LN to vysvětluje Jan Bartoš z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR v Olomouci. Jeho pracoviště, Laboratoř molekulární cytogenetiky a cytometrie, se o přečtení genomu pokouší také. Přišla dokonce s inovací: rozsekáním genomu na menší části, jakési kapitoly. Vědci z Olomouce navíc spolupracují se zahraničními kolegy v rámci Mezinárodního konsorcia pro sekvenování genomu pšenice.
LN Jsou výsledky Hallova týmu skutečným rozluštěním genomu?
Sekvenování jakéhokoli genomu si můžeme představit jako čtení knihy. Genetický kód se skládá podobně jako kniha z jednotlivých písmen (v tomto případě čtyř -A, C, G, T) a jejich pořadí rozhoduje o všech vlastnostech organismu od výšky rostliny až po obsah cukrů v obilce pšenice. Úspěšné sekvenování genomu si můžeme představit jako přečtení této knihy od začátku do konce.
Genom pšenice obsahuje zhruba 17 miliard písmen. Proto se nečte najednou, ale po úsecích dlouhých asi 100 až 1000 písmen, v závislosti na použité technologii. Vědci z Liverpoolu se zaměřili na části dlouhé zhruba 400 písmen.
Abychom mohli hovořit o úspěšném sekvenování, musíme tyto úseky poskládat do pořadí, v jakém se nacházejí v genomu. Pak teprve lze identifikovat geny zodpovědné za jednotlivé vlastnosti. K tomu se však Hallův tým zatím nedostal, nebo se tom alespoň nezmiňuje.
LN Takže Britové udělali dosud pouze první krok?
První a navíc snazší. Sestavování genomu je obvykle mnohem komplikovanější než získání hrubých dat v podobě jednotlivých krátkých úseků písmen genetického kódu.
Zejména u velkých genomů ho ztěžují mnohonásobně se opakující motivy. Můžeme si je představit jako slova. V genomu se vyskytují ve stovkách, tisících i desítkách tisíc kopií. Mnohdy jsou delší než jednotlivé krátké úseky písmen, což dále skládání celistvé knihy genomu komplikuje.
Vědci z Liverpoolu navíc použili metodu sekvenování "naslepo", tedy přístup, kdy získáte zjednodušeně řečeno všechna písmena knihy v jednom balíku. V případě pšenice bude následné skládání genomu velmi náročné a dokončení čtení v podstatě nemožné.
LN Jak by se tedy dalo postupovat?
Místo skenování "naslepo" se nejprve vytvoří jakási kostra genomu a jednotlivé krátké úseky se do ní pak dosazují. Přirovnal bych to k situaci, kdy nejprve určíte pořadí vět v knize a následně se zabýváte správným uspořádáním pořadím písmen ve větě.
Tak se ostatně postupovalo při čtení genomů rýže a kukuřice. Podařilo se je ovšem přečíst i proto, že jsou nesrovnatelně menší než genom pšenice (u rýže asi padesátkrát; u kukuřice asi šestkrát), a neobsahují tedy takové množství opakujících se motivů.
LN Jakou metodu si pro čtení genomu vybral váš tým?
Vedoucí našeho týmu Jaroslav Doležel přišel s nápadem rozdělit obrovský genom pšenice na jednotlivé chromozomy, jakési kapitoly. Čtou se samostatně a velikostí jsou srovnatelné třeba s genomem rýže, takže jejich skládání do větších celků nebude tak komplikované. Rozdělení na zmíněné kapitoly také umožňuje číst genom pšenice najednou ve více laboratořích.
Navíc nejprve počítáme s vytvořením zmíněné kostry, pak teprve přistoupíme k vlastnímu určení pořadí písmen. Ostatně samotná kostra už představuje významný nástroj pro studium genomu.
LN Jak jste nyní daleko?
Připravujeme kostry jednotlivých chromozómů, v případě největšího z nich (označovaného 3B) už začalo vlastní sekvenování. Pracují na tom v laboratoři d-r. Feuilleta ve Francii. Jde vlastně o jakýsi pilotní projekt v rámci Mezinárodního konsorcia pro sekvenování genomu pšenice. A o přínosnosti tohoto postupu svědčí i fakt, že již studii o "pouhé" kostře největšího chromozómu zveřejnil časopis Science.
Další informace najdete na http://www.wheatgenome.org/
