Čeští vědci pomohli rozluštit dědičnou informaci hrachu

Čeští vědci z olomoucké laboratoře Ústavu experimentální botaniky AV ČR, která je součástí Centra regionu Haná pro zemědělský a biotechnologický výzkum, a z Ústavu molekulární biologie rostlin Biologického centra AV ČR v Českých Budějovicích, si připisují další úspěch. Významně pomohli k rozluštění složitého genomu hrachu setého, důležité plodiny, jejíž genom je o třetinu větší než lidský.

„Otevírá to zcela novou cestu ke šlechtění hrachu, protože bude možné využívat nejnovější metody molekulární biologie a biotechnologie. Osobně vidím v této práci také jistou symboliku v souvislosti s odkazem zakladatele genetiky J. G. Mendela, který studoval v Olomouci a který v Brně objevil zákony dědičnosti právě díky studiu hrachu. Nepochybuji o tom, že by měl z naší práce velkou radost a doufám, že jsme pomohli k tomu, aby se hrách opět stal rozšířenou plodinou," říká vedoucí laboratoře Jaroslav Doležel.

 

Čtení dědičné informace hrachu trvalo šest let a spolupracovaly na něm laboratoře z celého světa sdružené do Konsorcia pro genom hrachu.  Projekt koordinoval francouzský Národní ústav pro zemědělský výzkum v Dijon a vedla ho Judith Burstin.

Olomoučtí vědci se na výzkumu podíleli hned dvěma způsoby. Pomocí unikátních technologií optického mapování genomu a třídění chromozomů významně přispěli k vylepšení sestaveného textu dědičné informace.  Metodu třídění chromozomů vyvinula olomoucká laboratoř ÚEB a je dosud jediným pracovištěm ve světě, které ji rutinně využívá.

Stejnou technologii využili odborníci také ke zkoumání rozdílů mezi strukturou dědičné informace pěstovaného hrachu a jeho planých příbuzných druhů.  Výsledek projektu je fascinující. Podařilo se odhalit, jak se vyvíjela v průběhu evoluce dědičná informace hrachu od společného předka existujícího v době před 50 miliony lety až po dnešek. Podrobná znalost dědičné informace usnadní šlechtitelům získávání nových odrůd hrachu odolných vůči houbovým a virovým chorobám a s lepší nutriční kvalitou.

 

 

Vědci z Biologického centra AV ČR z Českých Budějovic zase pomocí kombinace biochemických metod a speciálních počítačových algoritmů vyvinutých na svém pracovišti zjistili složení genetické informace v centromerách, což jsou části chromozómů zodpovědné za správný přenos genetické informace při dělení buněk. Pomocí fluorescenčního mapování chromozómů pak pomohli uspořádat již přečtené kousíčky chromozómů správně k sobě. Měli také klíčový podíl na nalezení všech opakujících se částí dědičné informace hrachu. “Tyto tzv. repetitivní sekvence tvoří většinu dědičné informace hrachu a svou přítomností mohou ovlivňovat funkci mnoha důležitých genů”, vysvětluje Jiří Macas z Biologického centra AV ČR.

 

 

 

Odkaz na publikaci: Jonathan Kreplak et al. 2019. A reference genome for pea provides insight into legume genome evolution. Nature Genetics 51: 1411-1422; doi: 10.1038/s41588-019-0480-1