Genetické tajemství rozmanitosti

Charles Darwin nepřestával zdůrazňovat, že rozmanitost a různorodost jsou základním předpokladem evoluce. Jen v pestré populaci se najdou jedinci, kterým dokonale svědčí stávající podmínky. Ti pak převládnou a předávají své vlohy dalším pokolením. Pokud se podmínky změní, prosadí se nositelé jiných vlastností.

Genomika, která studuje kompletní dědičnou informaci jednotlivých druhů, nemohla ve svých počátcích rozmanitost příslušníků jednoho druhu postihnout. Genetici byli rádi, že přečetli genom jednoho jedince. Na víc jim nestačily síly ani peníze. První kompletně přečtené lidské genomy byly dokonce poskládány z kusů dědičné informace několika lidí.
Rozvoj technik pro čtení DNA nyní dovoluje vědcům přečíst genomy většího počtu příslušníků jednoho druhu. První individuální lidské genomy patřily věhlasným genetikům Jamesi Watsonovi a Craigu Venterovi. Vědci už také přečetli genomy jednotlivých příslušníků různých etnik, například jihoafrických Khungů, čínských Chanů nebo australských domorodců.

Nyní se pustilo hned několik týmů do luštění genetické rozmanitosti rostlin. Použili k tomu modelovou rostlinu huseníček rolní (Arabidopsis thaliana). Tento drobný plevel z čeledi brukvovitých přežil ledové doby na malých územích na Pyrenejském poloostrově a ve střední Asii. Následně se rozšířil na rozsáhlá území, kde vyvinul do mnoha rozličných forem. V rámci projektu 1001 Genomes Project vědci přečetli genomy několika stovek různých linií huseníčku. Další stovky jsou zatím v různých stádiích čtení a čeká se na jejich kompletaci. Porovnáváním jednotlivých geonomů lze vytipovat ty části dědičné informace, které jsou zodpovědné za rozmanitost světové populace huseníčku rolního.

Huseníček rolní (Arabidopsis thaliana)|foto:licence Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported, Marco Roepers

Už první výsledky zveřejněné např. v prestižním vědeckém časopise Nature ukázaly, že se linie huseníčků liší jednak v jednotlivých písmenech genetického kódu a jednak v počtu kopií některých krátkých úseků DNA. Tyto změny se velmi často nacházejí v oddílech dědičné informace, jež jsou zodpovědné za spouštění určitého genu. Huseníčky mohou mít naprosto totožné geny, ale ty díky změně v „zapínačových“ úsecích pracují odlišně. Odlišné jsou pak i jednotlivé rostliny.

Variabilita je však patrná i v samotných genech .Mnohé prodělaly změny, které je vyřadily z činnosti. Jednotlivé linie huseníčku rolního se liší spektrem takto poztrácených genů. Tyto změny se týkají především genů, jež zprostředkovávají reakci rostliny na změny životních podmínek nebo na napadení choroboplodnými zárodky. Rozmanitost je patrná i v genech kontrolujících kvetení. Vědcům se podařilo například odhalit varianty genů, které zajišťují huseníčku odolnost vůči vysokému obsahu soli v půdě.

Logo|foto:Český rozhlas

Všechny tyto výsledky nejsou jen zajímavé, ale mnohé z nich nám přinesou i zcela hmatatelný užitek. Pokud budeme znát dědičný základ některých vlastností, jako je třeba mrazuvzdornost nebo odolnost k suchu, pak můžeme vybírat rostliny s podobnými variantami genů i mezi zemědělskými plodinami. Mohli bychom vyšlechtit odrůdy, které by dobře rostly a dávaly vydatnou úrodu třeba i v komplikovaných podmínkách třetího světa.