Geneticky upravené plodiny mohou zachránit lidské životy, jejich použití ale brání strach

Bezlepková pšenice pro celiaky nebo tzv. zlatá rýže obohacená provitaminem A, která by mohla zabránit oslepnutí tisíců dětí v rozvojových zemích… Nejen tyto ale i další druhy geneticky upravených plodin jsou možnými potravinami budoucnosti. Jejich vývoji a uvedení do praxe ale v mnoha částech světa – například u nás v Evropě – brání legislativa. Přestože šlechtění měnilo dědičnou informaci rostlin odpradávna, současné metody vzbuzují obavy, uvedl v pondělí 18. března na své přednášce Aleš Pečinka z Ústavu experimentální botaniky AV ČR.

„Legislativa v zemích Evropské unie se řídí principem předběžné opatrnosti. Metody genetické modifikace plodin je tedy zakázáno používat, přestože nebyla prokázána jejich rizikovost,“ říká Aleš Pečinka. Evropská opatrnost pramení podle něj z celkového nastavení společnosti, zejména bohatší země mají ke genetickým modifikacím (používá se zkratka GMO) dlouhodobě odmítavý postoj, který nemusí mít nutně racionální základ.

Rostlinný genetik Aleš Pečinka při své přednášce v Akademii věd ČR

Novější metody šlechtění se zakládají na cílených úpravách genetické informace plodin tak, aby se ovlivnily jejich vlastnosti. Je tak možné například vyvinout rostliny, které jsou odolné vůči hmyzím škůdcům, houbám, virům nebo suchu.

Jak se mění geny rostlin

Jednou z metod genetického šlechtění je tzv. transgenose. Děje se vložením jiné DNA do genomu cílového organismu. Práce s GMO probíhá v přísně kontrolovaných laboratorních podmínkách. Výhodou této metody je nízký počet náhodných změn dědičné informace. Plodiny získané cílenou modifikací DNA se pěstují na 13 % obdělávané půdy na světě, především v Severní Americe. Dosud se takto podařilo vyšlechtit 490 odrůd odolných například proti hmyzím škůdcům (kukuřice, bavlník, lilek) nebo suchu (kukuřice).

„Nejnovější metody genetických modifikací umožňují měnit vlastnosti rostlin velmi přesným způsobem tak, aby nedocházelo k nežádoucím změnám a vedlejším efektům. Nejslibněji se jeví metoda CRISPR/Cas9, tzv. molekulárních nůžek, která umožňuje velmi rychlou a přesnou změnu dědičné informace,“ říká Aleš Pečinka.

Opatrnost, nebo zbytečný strach?

Šlechtění plodin pomocí genetických úprav je za určitých podmínek povoleno např. ve Spojených státech, Austrálii a v Číně. V budoucnu pravděpodobně přibydou další země. Například Bangladéš, který se potýká s velkou chudobou a podvýživou, nedávno povolil pěstování Bt-lilku, lilku upraveného pomocí exprese genu z bakterie Bacillus thuringiensis (odtud Bt v označení lilku). Zatímco klasický lilek se dal pěstovat jen s masivním přísunem pesticidů, upravený lilek je odolný vůči hmyzím škůdcům a zároveň neškodný pro člověka.

Bangladéšská vláda navíc zvažuje, že by ještě letos schválila také pěstování zlaté rýže. Ta byla vyšlechtěna už v 90. letech 20. století metodou transgenose. Zlatá rýže produkuje provitamin A a mohla by zafungovat jako prevence proti slepotě. Kvůli nedostatku vitaminu A totiž ročně v jižní a jihovýchodní Asii ztrácejí zrak statisíce lidí.

Kolem využití GMO potravin jsou velké kontroverze. Hodně lidí z nich má obavy a odmítají jejich povolení. Přitom vědci se snaží obavy uklidňovat. Obavy ze zdravotních rizik vlivem konzumace geneticky modifikovaných plodin nebyly potvrzeny. Riziko případného přenosu genetické modifikace do divoké populace rostlin je ve většině případů mizivé (s výjimkou některých druhů... např. u řepky je nutné vzít tuto obavu v potaz).

Naopak pěstování odolnějších plodin by mohlo výrazně snížit současné nadměrné používání pesticidů a herbicidů a mohlo by výrazně ulevit vodám a krajině, které intenzivním zemědělstvím velmi trpí.  

Z Ústavu Maxe Plancka do Olomouce

Aleš Pečinka působí na olomouckém pracovišti Ústavu experimentální botaniky AV ČR, kam přišel po mnohaletém pobytu v prestižních institucích – ve vídeňském Ústavu Gregora Mendela pro molekulární rostlinnou biologii a v německém Ústavu Maxe Plancka pro výzkum šlechtitelství rostlin v Kolíně nad Rýnem. Je absolventem Univerzity Palackého v Olomouci. 

Olomoucké pracoviště Ústavu experimentální botaniky se stalo známým zejména díky usilovné práci rostlinného genetika Jaroslava Doležela, držitele Akademické prémie a České hlavy. Jaroslav Doležel byl členem týmu 200 vědců z celého světa, kterému se podařilo „přečíst“ komplikovaný genom pšenice seté. Tento genom je 5x větší než u člověka a jeho přečtení experti dříve považovali za prakticky nemožné.

Výzkum genomu zásadně usnadnila metoda třídění chromozomů pomocí takzvané průtokové cytometrie, kterou vyvinuli právě vědci z Doleželova týmu. Získané informace umožňují využití molekulárních a biotechnologických metod ve šlechtění nových odolnějších odrůd, které jsou důležité pro zajištění výživy rostoucí světové populace.

Přednáška nazvaná Genetické modifikace: Ze zkumavky na pole? se konala v pondělí 18. března 2019 v hlavní budově Akademie věd ČR na Národní třídě v Praze, a to jako doprovodná akce výstavy NATURE – FUTURE: Rostliny budoucnosti. Výstava představuje nejnovější objevy v genetice zemědělských plodin a připomíná pohnutý osud významného ruského botanika a genetika N. I. Vavilova (1887–1943), který jako první na světě přišel s myšlenkou uchovat genetickou rozmanitost plodin.

Vavilov identifikoval geografická centra vzniku kulturních rostlin a během více než stovky expedic osobně sesbíral tisíce položek (zejména semen) nejrůznějších rostlin. Za svého života se v Sovětském svazu uznání nedočkal, v roce 1940 byl z politických důvodů zatčen a odsouzen na doživotí. O tři roky později Vavilov, jehož cílem bylo zmírnit hladomor, zemřel v gulagu na následky hladu a nemocí.

Více informací nejen o tématu genetické modifikace plodin najdete na webu  programu Strategie AV21 Potraviny pro budoucnost.  

Související:

Výsledky Akademické prémie: odvracení hladomorů i srážek s vesmírnými tělesy

Hledá naději pro lidstvo. Genetik Jaroslav Doležel získal Českou hlavu

Mimořádné vědecké talenty ze zahraničí posilují tým v Olomouci

O programu Strategie AV21 Potraviny pro budoucnost se dočtete též v časopise A / Věda a výzkum (3/2017).

Připravila: Leona Matušková, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, úvodní foto Shutterstock

Přečtěte si také

• Začíná festival Týden AV ČR: prohlídky laboratoří, výstavy a science shows
• Startují registrace Otevřené vědy. Studenti se mohou hlásit během listopadu
• Stáže Otevřené vědy slaví 20 let. Jaké jsou zkušenosti současných stážistů?
• Časopis A / Easy: Příběh peněz, výročí Jana Žižky a vše o zimním spánku
• Otrávená půda i uhynulí delfíni. Dopady války na přírodu Ukrajiny jsou enormní
• Prohlídky laboratoří, výstavy a science shows. Týden AV ČR zveřejnil program
• Škola českého jazyka a literatury: také pedagogové se chtějí vzdělávat
• Akademie věd zabodovala v prestižních soutěžích Fenix Awards a Zlatý středník
• Stáhni apku a projdi se středověkou Prahou na výstavě Cesta do historie
• A / Magazín o využití světla, rostlinných hormonech a ohroženém sýčkovi