Stránky

...Japonsko patří mezi průkopníky v zavádění potravin upravených pomocí nových biotechnologií?

Thu, 02 Apr 2026

Tento přístup je součástí širší strategie, jak snížit závislost Japonska na dovozu plodin, jako jsou kukuřice (100 % z dovozu) a sója (94 % z dovozu), a posílit domácí zemědělskou produkci. Modernizace legislativy v roce 2019 navíc zavedla jasná pravidla pro regulaci genetických editací, kdy některé typy úprav (např. cílená mutageneze bez vložení cizí DNA) nejsou považovány za GMO a nepodléhají tak přísným kontrolám. Přesto zůstává důležitý dohled nad bezpečností a dopady na životní prostředí.

Japonsko umožňuje zavádění některých geneticky editovaných produktů na trh bez přísného schvalovacího procesu, pokud neobsahují cizorodou DNA, což výrazně urychluje jejich využití v praxi. Díky tomuto přístupu se již na trhu objevily konkrétní produkty vytvořené technologií CRISPR, například rajče s 5x vyšším obsahem GABA, které může přispívat ke snižování krevního tlaku, nebo geneticky upravené ryby s lepšími reprodukčními vlastnostmi. U pražmana japonského (red sea bream) byl například „vypnut“ gen pro myostatin, který omezuje růst svalů, což vedlo k rychlejšímu růstu a až o 20 % větší velikosti při stejném množství krmiva. U čtverzubce rudoploutvého (tiger puffer) byly upraveny geny receptoru leptinu regulující příjem potravy, díky čemuž ryby více přijímají potravu, rostou rychleji a mohou být až 1,9x těžší než běžní jedinci. Vývoj těchto produktů navíc pokračuje – v roce 2023 bylo oznámeno schválení další geneticky editované ryby, japonského platýse (hirame), což potvrzuje rostoucí význam nových biotechnologií v moderním chovu ryb.

Zajímavostí je, že japonskou veřejností jsou nové produkty upravené pomocí CRISPR přijímány spíše pozitivně, což ukazuje, že moderní biotechnologie mohou být vnímány jako bezpečný a efektivní nástroj pro zajištění potravinové soběstačnosti a udržitelného zemědělství.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Nová éra v chovu prasat: genetická úprava slibuje méně nemocí i levnější maso

Mon, 30 Mar 2026

Kanada schválila geneticky upravená prasata odolná vůči nebezpečnému viru PRRS. Podle úřadů je maso z těchto zvířat stejně bezpečné a výživné jako běžné vepřové, přičemž nová technologie může snížit nemocnost v chovech, omezit používání antibiotik a přispět ke stabilnější a dostupnější produkci potravin.

Virus PRRS (syndrom reprodukčních a respiračních poruch prasat) patří mezi nejzávažnější onemocnění v chovech prasat. Způsobuje dýchací potíže, horečky, nechutenství, potraty i úhyny zvířat. Pro chovatele představuje významné ekonomické ztráty, které se nepřímo promítají i do cen vepřového masa pro spotřebitele.

Nově schválená prasata byla geneticky upravena tak, aby byla vůči tomuto viru odolná. Kanadské úřady – Health Canada a Kanadská agentura pro inspekci potravin (CFIA) – provedly rozsáhlé hodnocení a dospěly k závěru, že maso z těchto zvířat je stejně bezpečné a nutričně srovnatelné s běžným vepřovým. Zároveň nebyla zjištěna rizika ani z hlediska krmiv či životního prostředí.

Odolnost vůči viru přináší několik praktických výhod. Snižuje výskyt onemocnění v chovech, a tím i potřebu používání antibiotik, což je důležité v kontextu rostoucí antibiotické rezistence. Zároveň zlepšuje životní podmínky zvířat a může přispět ke stabilnější produkci masa i nižším cenám pro spotřebitele.

Přestože Kanada schválila jejich využití, tato prasata se zatím na trhu neobjeví. Společnost, která je vyvinula, plánuje jejich uvedení až po získání dalších povolení v jiných významných zemích (zatím povoleno pouze v USA, Brazílii a Dominikánské republice). Zavádění této technologie tak bude postupné.

Z pohledu spotřebitele je důležité, že produkty z těchto prasat nebudou muset být speciálně označeny. Kanadská legislativa totiž vyžaduje označení pouze v případě zdravotních rizik nebo významných změn ve složení potravin, což se v tomto případě neprokázalo.

Chov prasat je přitom v Kanadě významným odvětvím s miliardovými obraty a produkcí milionů tun masa ročně. Schválení geneticky odolných prasat tak představuje důležitý krok ve využívání moderních biotechnologií, které mohou pomoci řešit dlouhodobé problémy v zemědělství a posílit udržitelnost potravinové produkce.

Zdroj:
https://www.canada.ca/en/health-canada/news/2026/01/canada-approves-pigs-resistant-to-porcine-reproductive-and-respiratory-syndrome-viruses-for-use-in-food-and-feed.html

Nová položka v NBT knihovně – Ovce se zvýšenou plodností

Thu, 26 Mar 2026

Velikost vrhu u ovcí má nízkou dědičnost, takže ji tradičními metodami nelze snadno zvýšit. Známý vliv na plodnost má gen BMPRIB s tzv. Booroola mutací, která zvyšuje počet uvolněných vajíček. U jemnovlnných plemen se však přirozeně nevyskytuje a její zavedení klasickým křížením by ohrozilo kvalitu jemné vlny, protože by bylo nutné křížení s plemeny, která ji nemají tak kvalitní.

Vědci proto pomocí CRISPR/Cas9 vložili přesnou bodovou mutaci přímo do genu BMPRIB u jemnovlnných merino ovcí. Upravená jehňata měla vyšší ovulační kapacitu a početnější vrhy a mutace se spolehlivě dědila i do dalších generací.

Důležité je, že kvalita jemné vlny zůstala zachována. Zároveň byla editace úspěšná u 31,6 % embryí, což ukazuje, že tento postup je účinný a dokáže zvýšit plodnost ovcí bez negativního dopadu na jejich produkční vlastnosti.

Více na: Ovce se zvýšenou plodností
Autorka textu položky v knihovně NBT: Eliška Čermáková

Významný krok směrem k soběstačným plodinám měří pouhé dvě aminokyseliny

Mon, 23 Mar 2026

Představme si svět, ve kterém zemědělské plodiny prosperují nezávisle na dodávce uměle vyráběných hnojiv, a jejich výživové potřeby jsou místo toho obhospodařovány činností ochočených půdních bakterií. Zní to jako sci-fi? Díky molekulárnímu výzkumu jsme k takové budoucnosti nyní blíž než kdy dříve.

Jedním z palčivých problémů současného zemědělství je vysoká závislost rostlinné produkce na dusíkatých hnojivech. Ta je navíc nejvýraznější u těch vůbec nejvýznamnějších plodin, pšenice a kukuřice, na jejichž dusíkový apetit padne téměř polovina světových zásob hnojiva. Kromě toho, že jejich zvýšená spotřeba na polích nepříznivě ovlivňuje okolní životní prostředí, jsou dusíkatá hnojiva z většiny vyráběna energeticky vysoce nákladným Haber-Boschovým procesem. Využívá se při něm největšího rezervoáru dusíku – atmosféry. Tam je ovšem tento prvek přítomen ve velmi obtížně dostupné, téměř netečné formě. Pro přeměnu vzdušného dusíku na formu, kterou rostliny dovedou využít pro svou výživu, je potřeba nesmírně vysokých tlaků a teplot.

Tuto náročnou reakci ale překvapivě dokázaly zkrotit ty vůbec nejmenší organismy – bakterie. Určité druhy půdních bakterií vybavila evoluce enzymem zvaným nitrogenáza. Ten je uzpůsoben pro přeměnu vzdušného dusíku na výživově využitelnou formu i bez extrémních podmínek průmyslového procesu. Jediným požadavkem, který je pro jeho funkci třeba splnit, je úplná absence kyslíku. Útočiště pro život tak poskytly těmto bakteriím některé rostliny, které na svých kořenech tvoří specializované izolované útvary, takzvané hlízky. Na oplátku rostliny od bakterií, kterým se podle tohoto jejich obydlí říká hlízkové, získávají cenný dusík, který potřebují pro růst. Jedná se tedy o vzájemně prospěšný vztah neboli symbiózu.

Schopnost ochočit si hlízkové bakterie je v rostlinné říši přítomna pouze u několika málo čeledí, nejvýrazněji u bobovitých. Mezi bobovité patří běžné luční rostliny jako jetel nebo hrachor, ale i skupina hospodářsky významných plodin – luštěnin, mezi které řadíme hrách, čočku či fazol. Většina ostatních rostlin nedokáže na rozdíl od nich rozlišit, jestli je půdní bakterie potenciálním symbiotickým partnerem, nebo nositelem nemoci, a tak při kontaktu s jakoukoli z nich spustí obrannou reakci. Přimět plodiny, aby hlízkové bakterie nevnímaly jako škůdce, ale jako pomocníka potenciálně poskytujícího neomezenou zásobu dusíku, bylo dlouho společným snem vědců a zemědělců.

Velký krok směrem k naprogramování rostliny ke vstřícné reakci na hlízkové bakterie se povedl vědcům a vědkyním z dánské Aarhuské univerzity. Ti zkoumali bílkoviny, které zprostředkovávají odpověď na přítomnost hlízkové bakterie uvnitř kořene. Porovnáváním sekvence dané bílkoviny u bobovité rostliny a u ječmene zjišťovali, co je oním přepínačem zodpovědným za různé rostlinné odpovědi. Ukázalo se, že k tomu, aby bílkovina z ječmene místo způsobení obranné reakce vydala signál pro formaci symbiotických hlízek, stačí záměna pouhých dvou jejích základních stavebních bloků neboli aminokyselin.

K vyšlechtění zcela nových druhů symbiotických rostlin je ještě třeba ujít dlouhou cestu. Ovšem tento objev jednoduchého molekulárního přepínače, uskutečněný díky současným precizním metodám genetických modifikací, je významným krokem směrem k soběstačným plodinám.

Zdroje:

...lidský inzulin – klíčové léčivo pro miliony diabetiků – se dnes vyrábí především pomocí geneticky upravených mikroorganismů?

Thu, 19 Mar 2026

Diabetes mellitus je chronické onemocnění způsobené nedostatkem inzulinu nebo sníženou citlivostí buněk na tento hormon. Projevuje se zvýšenou hladinou glukózy v krvi (hyperglykémií), která může při dlouhodobém trvání vést k poškození řady orgánů, například ledvin, srdce, cév, nervového systému nebo sítnice. Počet lidí s diabetem neustále roste a dnes se odhaduje na více než 370 milionů pacientů.

Po mnoho desetiletí se inzulin získával ze slinivek prasat a skotu, což však přinášelo problémy s proměnlivou kvalitou i rizikem imunitních reakcí. Zásadní průlom přinesl rozvoj genetického inženýrství na konci 70. let, kdy vědci navrhli a syntetizovali geny pro řetězce lidského inzulinu a exprimovali je v bakterii Escherichia coli. V roce 1982 byl na trh uveden dokonce první rekombinantní lidský inzulin Humulin – první léčivo vyrobené pomocí technologie rekombinantní DNA schválené pro klinické použití.

Dnes se lidský inzulin vyrábí především pomocí geneticky upravených mikroorganismů, zejména bakterií E. coli nebo kvasinek Saccharomyces cerevisiae. Gen kódující inzulin je vložen do plazmidového vektoru a zaveden do hostitelského organismu (bakterie nebo kvasinka), který během kultivace v bioreaktoru produkuje proinzulin. Ten je následně purifikován a enzymaticky upraven na biologicky aktivní hormon. Takto získaný rekombinantní inzulin má vyšší čistotu, nižší riziko imunologických reakcí a umožňuje také výrobu různých inzulinových analogů s upravenými farmakokinetickými vlastnostmi.

Výzkum se navíc zaměřuje i na nové produkční systémy, například transgenní rostliny, které by mohly umožnit levnou a velkokapacitní výrobu inzulinu. Experimentálně byl například rekombinantní proinzulin exprimován v semenech modelové rostliny Arabidopsis thaliana, kde se ukládal do tzv. olejových tělísek – zásobních organel obsahujících lipidy. Takový systém by mohl v budoucnu nabídnout stabilní a ekonomicky výhodnou produkci inzulinu. Biotechnologie tak hrají klíčovou roli v zajištění dostupnosti tohoto životně důležitého léčiva pro stále rostoucí počet pacientů.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Fialová rajčata právě schválena v Austrálii!

Mon, 16 Mar 2026

Geneticky modifikované fialové rajče získalo v Austrálii povolení k pěstování i prodeji jako potravina. Rajče bylo upraveno tak, aby během zrání vytvářelo fialovomodré pigmenty zvané antokyany, které se přirozeně vyskytují i v jiném běžném ovoci a květech. Právě tyto látky způsobují, že se barva plodu změní z červené na fialovou.

Australský úřad pro regulaci genových technologií (OGTR) udělil společnosti All Aussie Avocados Pty Ltd licenci DIR 218 k uvedení tohoto rajčete na trh. Fialová rajčata je možné pěstovat po celé Austrálii, i když v některých státech mohou platit omezení z marketingových důvodů. Posouzení rizik však ukázalo, že jejich pěstování nepředstavuje významné riziko pro lidské zdraví ani pro životní prostředí. Proto nebyla stanovena žádná zvláštní bezpečnostní opatření, pouze obecné podmínky zajišťující dohled nad jejich pěstováním a využíváním.

Aby se rajčata mohla prodávat jako potravina, musela je posoudit také organizace Food Standards Australia New Zealand. Ta dospěla k závěru, že potraviny z těchto upravených rajčat jsou stejně bezpečné jako potraviny z konvenčních rajčat. V říjnu 2025 proto schválila jejich prodej v Austrálii a na Novém Zélandu. Produkty z těchto rajčat však musí být na trhu označeny jako geneticky modifikované.

V případě dovozu GM fialových rajčat ve formě semen, rostlin nebo plodů je navíc nutné získat dovozní povolení od australského Ministerstva zemědělství, rybolovu a lesnictví v rámci systému biologické bezpečnosti. Tento krok tak otevírá cestu k pěstování a prodeji fialových rajčat, která představují nový příklad využití genetických úprav v zemědělství.

Zdroje:

...genetické editování by mohlo pomoci zachránit ohrožené druhy?

Thu, 12 Mar 2026

Mnoho rostlin i živočichů dnes čelí rychlým změnám prostředí způsobeným ničením stanovišť, šířením nových patogenů nebo změnou klimatu. Tempo úbytku některých druhů je přitom nevídané – např. analýzy semenných rostlin ukazují, že současná míra jejich vymírání je přibližně pětsetkrát vyšší než přirozené tempo dříve v minulosti. Tradiční ochranářská opatření, jako je ochrana přírody, chov v zajetí nebo přesuny jedinců mezi populacemi, sice mohou zabránit úplnému vyhynutí, často ale nedokážou obnovit genetickou rozmanitost, která je pro přežití druhů velmi důležitá.

Genetickou rozmanitost lze přirovnat k „zásobníku možností“, díky kterým se mohou organismy přizpůsobit změnám prostředí. Pokud je populace malá a izolovaná, jedinci se často kříží mezi sebou a postupně se v ní mohou hromadit škodlivé genetické změny. Druh pak může být slabší, méně plodný a hůře odolávat nemocem nebo změnám klimatu.

Jak velká je genetická rozmanitost ohrožených druhů, dnes dokáží vědci zjistit pomocí genetických markerů v DNA. Díky nim lze také rekonstruovat historii populací a navrhovat vhodné strategie ochrany. Mimo analyzování DNA, lze tuto molekulu také velmi cíleně upravovat, například metodou CRISPR-Cas. Teoreticky je tak možné odstranit škodlivé mutace, zvýšit odolnost vůči chorobám nebo stresu způsobeného změnou klimatu. Genetické informace lze také využít při výběru jedinců pro rozmnožování tak, aby měli větší šanci přežít a předat své vlastnosti dalším generacím.

Přestože tyto přístupy nabízejí nové možnosti ochrany biodiverzity, jsou spojeny s řadou technických, ekologických i etických otázek. Genetické zásahy proto mohou sloužit především jako doplněk tradičních ochranářských strategií a musí být vždy pečlivě posouzeny. Pokud budou využívány odpovědně, mohou v budoucnu představovat důležitý nástroj v boji proti vymírání druhů.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Geneticky vytvořené řasy zachytávají mikroplasty z vody

Mon, 09 Mar 2026

Mikroplasty se v posledních letech staly téměř všudypřítomnou součástí našeho světa. Nacházíme je v půdě, oceánech, říčních sedimentech i v ovzduší, a stále častěji také v tělech živočichů a lidí. Už nejde jen o problém vzdálených moří. Drobné plastové částice pronikají do potravních řetězců i do každodenního prostředí, ve kterém žijeme.

Významným „rezervoárem“ mikroplastů je voda. Obsahují je oceány, řeky, jezera i odpadní vody z domácností a průmyslu. Moderní čistírny dokážou zachytit větší plastové úlomky, avšak s částicemi o mikroskopické velikosti si většinou poradí jen omezeně. Tyto fragmenty proto často procházejí čistírenskými procesy dál, do povrchových i podzemních vod a potenciálně i do zdrojů pitné vody. Hledání metody, která dokáže mikroplasty z vody odstranit účinně a zároveň ekonomicky udržitelně, patří k důležitým výzvám současného environmentálního výzkumu.

Jedno z inovativních řešení představil výzkumný tým z Texas A&M University. Vyvinul technologii RUMBA (angl. Remediation and Upcycling of Microplastics by Algae), která propojuje čištění vody s výrobou bioproduktů. Základem systému jsou geneticky upravené sinice druhu Synechococcus elongatus (kmen UTEX 2973), známé svým rychlím růstem a vysokou fotosyntetickou aktivitou. Důležitým bezpečnostním aspektem je, že tento kmen netvoří mikrocystiny, tj. toxiny produkované některými jinými sinicemi.

Pomocí nástrojů syntetické biologie vědci upravili metabolismus buněk sinic tak, aby produkovaly cyklický terpen limonen. Tato látka je přirozeně hydrofobní (odpuzuje vodu) a běžně ji známe například z citrusových silic. Limonen se hromadí na povrchu buněk a výrazně zvyšuje jejich hydrofobicitu. Upravené buňky, označované jako HCC (angl. Hydrophobic Cyanobacteria Cells), tak získávají silnou afinitu k jiným hydrofobním materiálům.

Mechanismus odstranění mikroplastů je překvapivě elegantní. Mikroplasty jsou většinou rovněž hydrofobní, a proto se snadno vážou na povrch upravených sinic. Dochází k rychlé agregaci. Buňky s navázanými plastovými částicemi vytvářejí shluky, které následně sedimentují. Současně se mění i elektrický náboj buněčného povrchu (tzv. zeta potenciál), což omezuje elektrostatické odpuzování mezi buňkami a podporuje tvorbu agregátů. Výsledkem je rychlé a efektivní oddělení mikroplastů z vody.

Účinnost procesu byla potvrzena jak v laboratorních podmínkách, tak v reálných vzorcích odpadních vod. U polystyrenových (PS) částic o velikosti 500 a 800 nanometrů dosahovala účinnost odstranění přibližně 90 %, u menších částic (200 nm) kolem 80 %. V experimentálním fotobioreaktoru se během osmi dnů podařilo odstranit až 89 % mikroplastů při současně vysoké produkci biomasy. Na základě stejného mechanismu vědci prokázali schopnost HCC zachycovat i další typy plastů, například polyethylentereftalát (PET) a polyethylen (PE). Význam hydrofobních interakcí potvrdil experiment s detergentem Tween 20, po narušení hydrofobních vazeb se agregáty rozpadaly a zákal vody výrazně vzrostl.

Technologie RUMBA však řeší více problémů současně. Sinice během růstu aktivně odstraňují z vody přebytečné živiny, jako jsou dusičnany, amoniak a fosforečnany. Ty jsou hlavní příčinou eutrofizace, což je proces vedoucí k přemnožení řas a sinic, poklesu koncentrace kyslíku a zhoršení kvality vody. V testech s reálnými vzorky odstranily modifikované sinice téměř veškerý amoniak a významnou část dusičnanů i fosfátů. Čištění vody od mikroplastů tak probíhá současně s jejím „odlehčením“ od živin.

Zásadní přínos technologie spočívá také v tom, že vzniklá směs biomasy a zachycených plastů nepředstavuje další odpad. Agregáty lze využít jako surovinu pro výrobu kompozitních materiálů, kde sinice fungují jako biologické plnivo integrované do polymerní matrice. Kompozity s polystyrenem vykazovaly více než dvojnásobnou průtažnost i houževnatost ve srovnání s čistým plastem. Kompozitní fólie lze tedy připravit ze sedimentů obsahujících směsi polystyrenových mikroplastů a buněčné biomasy. Výsledky ukazují, že upravený kmen sinic může sloužit k výrobě biokompozitních materiálů, které představují udržitelnější alternativu k plastům vyráběným z ropy. Recyklace mikroplastů prostřednictvím kombinace biomasy sinic a plastových částic získaných ze systému RUMBA tak otevírá novou cestu jejich materiálového zhodnocení.

Celý koncept zapadá do principů oběhového hospodářství. Odpadní voda poskytuje živiny pro růst sinic, ty odstraní mikroplasty i nadbytečné eutrofizující látky a vzniklou biomasu lze dále využít. Protože sinice při fotosyntéze fixují oxid uhličitý a proces může být poháněn obnovitelnými zdroji energie, existuje potenciál dosáhnout uhlíkově neutrálního či dokonce negativního provozu. Platforma RUMBA tak ukazuje, jak může syntetická biologie proměnit environmentální zátěž, mikroplasty a přebytečné živiny, ve zdroj pro udržitelnou výrobu.

a: Ilustrace interakce mezi buňkami, limonenem a mikroplasty. b: Gradientní koncentrace 200 nm PS mikroplastů byly smíchány s (divokým typem) WT a HCC buňkami v konečných koncentracích 0 %, 0,001 %, 0,005 %, 0,01 %, 0,02 % a 0,05 % (zleva doprava). Sedimentace byla pozorována u vzorků HCC-PS, ne u vzorků WT-PS. Sedimentace se navíc zvyšuje se zvyšující se koncentrací PS. c: Koncept RUMBA technologie, která přispívá k sanaci mikroplastů, výrobě kompozitních bioplastů a cirkulární ekonomice. Zdroj: https://doi.org/10.1038/s41467-025-67543-5

Zdroje:

https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=21686
Long, B., Li, Q., Hu, C., Chen, Y., Zeng, Y., Li, W., Pearson, S., Liu, M., Fei, C., Yuan, J.S., and Dai, S.Y. Remediation and upcycling of microplastics by algae with wastewater nutrient removal and bioproduction potential. Nature Communications. 2025. https://doi.org/10.1038/s41467-025-67543-5
Long, B., Fischer, B., Zeng, Y., Amerigian, Z., Li, Q., Bryant, H., Li, M., Dai, S.Y., and Yuan, J.S. Machine learning-informed and synthetic biology-enabled semi-continuous algal cultivation to unleash renewable fuel productivity. Nature Communications. 2022. https://doi.org/10.1038/s41467-021-27665-y
https://www.stoplusjednicka.cz/zive-cisticky-vody-geneticky-upravene-sinice-lovi-mikroplasty

...první geneticky modifikovaný banán určený k pěstování a lidské spotřebě byl schválen v Austrálii?

Thu, 05 Mar 2026

Panamská choroba TR4 napadá kořenový systém banánovníků, připravuje rostliny o živiny a nakonec je usmrcuje. V současnosti proti ní neexistuje žádná účinná léčba a vzhledem k tomu, že patogen dlouhodobě přežívá v půdě, nelze již v zasažených oblastech pěstovat většinu banánových odrůd, včetně celosvětově nejrozšířenějšího banánu Cavendish. Právě tato skutečnost představuje zásadní riziko pro globální produkci banánů, která je do značné míry závislá jen na jediné odrůdě.

Jako možné řešení proto vědci vyvinuli geneticky modifikovanou odrůdu banánu QCAV-4, která je vůči chorobě TR4 téměř imunní. Tato GM odrůda vznikla vložením genu z planého banánu Musa acuminata ssp. malaccensis, přirozeně odolného vůči této chorobě, do genomu banánu Cavendish. Nejedná se tak o přenos genu mezi nepříbuznými organismy, ale o využití funkční verze genu, který je u banánů již přirozeně přítomen.

Po více než sedmi letech polních pokusů získali vědci v Austrálii souhlas regulačních orgánů k uvolnění GM banánu QCAV-4 pro lidskou spotřebu. Přesto je tento GM banán vnímán především jako „záložní varianta“ pro případ, že by se choroba TR4 začala nekontrolovaně šířit. To je obzvláště důležité pro Austrálii, protože 97 % produkce tvoří právě odrůda Cavendish. Výzkum tímto však nekončí a bude pokračovat i s ohledem na další závažné choroby, jako je třeba černá sigatoka (černá listová skvrnitost banánovníku).

Zdroje:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Překvapivý vývoj vesmírných virů: Jak prostředí mikrogravitace mění bakteriální a virovou evoluci?

Mon, 02 Mar 2026

V tomto příspěvku se tématicky vracíme do roku 2023, kdy jsme se ve speciálním čísle bulletinu Svět Biotechnologií věnovali kosmickým biotechnologiím. Tehdy jsme podávali zprávu především o výzkumných a aplikačních aspektech tohoto odvětví, které přispívají k rozvoji šlechtitelství a zemědělství. Začátkem tohoto roku však byla publikována práce zabývající se jiným, avšak souvisejícím tématem, a to evolucí bakterií a virů ve vesmírném prostředí.

Jak pravděpodobně tušíte, bakterie a viry, které je infikují, jsou odjakživa zapojeny do lítého evolučního souboje. Experiment provedený na Mezinárodní vesmírné stanici naznačuje, že mikrogravitace může průběh a výsledek tohoto souboje do určité míry pozměňovat. Pomocí bakteriofága T7 a jeho hostitele, bakterie Escherichia coli, vědci popsali, že infekce na oběžné dráze začíná pomalu, ale nakonec je úspěšná, přičemž oba organismy akumulují mutace, ke kterým na Zemi dochází jen stěží. Některé „vesmírně selektované“ změny fágu dokonce pomohly T7 napadnout kmeny E. coli, které jsou normálně vůči tomuto viru odolné.

Beztížný stav mění fyzické prostředí, ve kterém mikroorganismy interagují. Na Zemi pomáhá gravitační konvekce a sedimentace s mícháním media, ve kterém se fágy a bakterie nachází, což zvyšuje frekvenci jejich kontaktu a přispívá k redistribuci živin a odpadních látek. V mikrogravitaci míchání téměř zmizí a bakterie mohou měnit svou fyziologii, metabolismus, reakce na stres a vnější membránu, na kterou se fágy váží. Malé změny v kolizích nebo v expozici receptorů se proto mohou projevit v celém infekčním cyklu.

Pro izolaci těchto účinků připravil tým vědců identické uzavřené kultury nehybných bakterií E. coli a fágů T7; jednu sadu inkuboval na oběžné dráze a druhou na Zemi za stejných podmínek. Na Zemi počet fágů prudce vzrostl a počet bakterií klesl během dvou až čtyř hodin. V mikrogravitaci byla tvorba fágů zpomalena: po jedné, dvou ani čtyřech hodinách nebyl zaznamenán žádný nárůst. Po 23 dnech však množství fágů vzrostlo o několik řádů, což dokazuje, že k produktivní infekci došlo, ale jen v mnohem pomalejším časovém horizontu.

Tato dlouhá inkubace poskytla dostatek prostoru pro koevoluci. Sekvenování genomu 23denních vzorků odhalilo mnoho nových mutací jak u fágů, tak u bakterií. U fágů se změny rozšířily po celém genomu, přičemž obzvláště velké změny byly zaznamenány u genů strukturních proteinů fágového krčku, které se do značné míry podílejí na adhezi k bakteriální buňce a přenosu DNA. V případě bakterií byly mutace mnohem častější v přítomnosti fágů než při samostatném růstu bakterií, což podtrhuje, jak silně predace ovlivňovala evoluci i na oběžné dráze. Mnoho sledovaných bakteriálních změn zapříčinilo ovlivnění vnější membrány a cest spojených se stresovou reakcí a metabolismem, ovlivněny byly mimo jiné geny spojené s povrchovými lipopolysacharidy podílejícími se na připojení fágu.

Aby se výzkumníci mohli podrobněji zaměřit na interakci a adaptaci fága s hostitelem, použili hloubkové mutační skenování a otestovali 1 660 variant jednotlivých aminokyselin ve špičce receptoru vázajícího protein T7. Mutace, které dosáhly nejlepších výsledků v mikrogravitaci, se výrazně lišily od vítězů na Zemi, což naznačuje, že se na oběžné dráze změnila jak struktura bakteriálních receptorů, tak selekční tlak na fágy. Mikrogravitace nejen zpomalila infekci, ale také posunula fágy a bakterie na jinou evoluční cestu.

Největším překvapením bylo, když tým použil stejné změny pro řízený vývoj fágů. Vytvořili kombinatorickou knihovnu, ve které smíchali nejlepší substituce vybrané ve vesmíru v části vázající se na receptor, a výsledné fágy otestovali na dvou klinických kmenech E. coli spojených s infekcemi močových cest, kmenech v pozemských testech odolných vůči divokému typu T7. Fágy úspěšně infikovaly i tyto odolné kmeny, zatímco zástupci fágů izolovaní na Zemi nepřekonali divoký typ T7.

Stejně jako mnoho podobných experimentů v kosmu, i tento čelil praktickým omezením, včetně manipulace s mražením a rozmrazováním a zaměřením na jediný laboratorní kmen E. coli, který byl vybrán za účelem snížení rušivých vlivů motility. Budoucí studie, které budou zahrnovat více časových bodů, hostitelů a komplexnějších mikrobiálních společenstev, by měly pomoci ještě lépe objasnit dynamiku infekce a adaptace a nejdůležitější mechanismy, které je ovlivňují.

Tyto poznatky ukazují dva slibné směry. V případě kosmických letů by pochopení toho, jak se mikroby a jejich viry přizpůsobují, mohlo pomoci při zvládání biofilmů a infekcí v uzavřených prostředích. Na Zemi může mikrogravitace působit jako neobvyklá „evoluční čočka“, která odhaluje alternativní molekulární řešení pro virální přichycení a rozsah hostitelů – poznatky, které by mohly umožnit, či urychlit vývoj fágů zaměřených specificky na bakteriální patogeny odolné vůči antibiotikům. Vzhledem k tomu, že vesmír se stává dostupnější laboratoří, může evoluce podle neznámých fyzikálních pravidel přinést mnoho praktických nástrojů zpět na Zemi.

Zdroje:

Nová položka v NBT knihovně – Rajče odolné vůči houbovému vadnutí

Thu, 26 Feb 2026

Fuzariové vadnutí je závažné houbové onemocnění rajčete způsobené patogenem Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, které může vést k výrazným ztrátám na výnosech. Během infekce se v rostlině aktivují tzv. geny náchylnosti (S geny), jež paradoxně podporují šíření patogenu a oslabují obranné reakce hostitele.

Pomocí technologie CRISPR/Cas9 byly cíleně vyřazeny dva takové geny, XSP10 a SlSAMT, samostatně i současně. Výsledky ukázaly, že současné vyřazení obou genů vede k výrazně vyšší toleranci rajčete vůči fuzariovému vadnutí než vyřazení pouze jednoho z nich.

Studie tak potvrzuje, že cílená editace negativních regulátorů obrany je slibnou strategií pro šlechtění odolnějších odrůd bez vnášení cizorodých genů.

Více na: Rajče odolné vůči houbovému vadnutí
Autorka textu položky v knihovně NBT: Eliška Čermáková

První v Evropě precizně vyšlechtěná řepka olejná se dostává ve Velké Británii na komerční farmy

Mon, 23 Feb 2026

Podle posledních průzkumů YouGov (červen 2025) dnes většina Britů považuje Brexit za chybu a v opakovaném referendu by volila setrvání v EU. Brexit ale měl i jeden konkrétní pozitivní efekt – v Anglii od 13. 11. 2025 platí prováděcí pravidla k Genetic Technology (Precision Breeding) Act 2023, která zavádějí nový režim pro „precision bred“ organismy, tedy tzv. NGT organismy. Ty jsou získané tzv. novými genomickými technikami (odtud zkratka NGT, např. CRISPR), které cíleně mění v určitém místě původní DNA nebo vkládají genetickou informaci ze stejného či křížitelného druhu.

Tento krok je označován za přelomový okamžik pro britskou vědu, protože nahrazuje omezující pravidla zděděná z EU novým, vědecky podloženým regulačním rámcem. V EU je podobné uvolnění zatím mimo realitu, protože NGT plodiny jsou dosud obecně regulovány jako GMO a změna je stále jen v legislativním procesu. Dokud nové nařízení nebude formálně přijato a nevstoupí v platnost, v EU dál platí stávající GMO pravidla.

Britské zemědělství tedy vstupuje do nové éry. Díky kombinaci špičkové vědy a zmíněných legislativních změn se Spojené království stává průkopníkem v pěstování plodin upravených pomocí editování genů. Klíčovým milníkem je spuštění projektu LLS-ERASED (Light Leaf Spot Enhancing Resistance And Reducing Susceptibility with EDiting), který má za cíl zachránit pěstování řepky olejky, jedné z důležitých plodin v zemi. Pěstování řepky olejky v posledních letech čelí v Británii existenční hrozbě – nepřítelem je houbové onemocnění známé jako listová skvrnitost řepky (light leaf spot, způsobené houbou Pyrenopeziza brassicae). Dopady této choroby jsou pro zemědělce velmi závažné – již v roce 2017 byly ztráty na výnosech odhadovány na 94 milionů liber a do roku 2022 se tato částka vyšplhala na více než 300 milionů liber. Situaci komplikuje fakt, že patogen si vyvíjí odolnost vůči běžně používaným fungicidům (zejména azolům), a tradičně šlechtěné odrůdy nedokážou poskytnout dostatečnou a trvalou ochranu. Výsledkem je klesající plocha osetých polí a rostoucí nedůvěra pěstitelů v tuto plodinu.

Na tuto výzvu odpovídá právě tříletý výzkumný projekt LLS-ERASED s rozpočtem 2,5 milionu liber. Iniciativu vede síť britských farmářů BOFIN (British On-Farm Innovation Network) ve spolupráci s prestižními institucemi, jako jsou University of Hertfordshire a John Innes Centre. Projekt je financován prostřednictvím vládního programu Farming Innovation Programme pod záštitou Defra a Innovate UK.

Vědci identifikovali konkrétní geny v DNA řepky, které ji činí náchylnou k infekci. Pomocí genového editování tyto geny „vypnou“, čímž rostlině poskytnou výrazně vyšší odolnost. Na rozdíl od tradičních GMO tento proces nezavádí do rostliny žádný cizí genetický materiál. Jde o drobné úpravy, kterých by bylo možné dosáhnout i tradičním šlechtěním, ale trvalo by to desítky let; precizní šlechtění tento proces radikálně urychluje. Projekt využívá systém Rapid Trait Development System od americké společnosti Cibus, který umožňuje přesné úpravy přímo v elitních šlechtitelských liniích, čímž se dramaticky zkracuje cesta od výzkumu na trh.

Unikátnost projektu spočívá v tom, že se nezastavuje u laboratorních experimentů. Poprvé v Evropě budou precizně šlechtěné odrůdy nasazeny přímo na komerčních farmách v rámci polních pokusů vedených samotnými farmáři. Součástí řešení není jen samotná odolná rostlina, ale ucelený balíček integrované ochrany rostlin (IPM), který zahrnuje předpovídání rizik (systém využívá data o počasí a monitorování uvolňování spor patogenu v reálném čase) a podporu pro rozhodování – farmáři budou mít k dispozici nástroje, které jim na základě dat řeknou, kdy je skutečně nutné aplikovat chemické prostředky, čímž se omezí zbytečné postřiky a ušetří náklady. Výsledky z farem napříč Anglií budou sdíleny prostřednictvím znalostní sítě, což zajistí, že řešení budou praktická a nákladově efektivní.

Genetic Technology (Precision Breeding) Act 2023 vytváří v Anglii zcela nový regulační rámec, který odlišuje precizně šlechtěné rostliny od klasických GM plodin. Podle profesora Maria Caccama, ředitele institutu NIAB, jde o „historický milník“, který poprvé umožňuje, využívat pokročilé genetické technologie v zemědělství. Legislativa otevírá cestu k registraci nových odrůd a posiluje potravinovou bezpečnost a udržitelnost. Zdůraznil také, že implementace zákona i po změně vlády v roce 2024 ukazuje na silnou politickou shodu napříč stranami. Průzkumy navíc naznačují, že 56 % veřejnosti podporuje využívání NGT v zemědělství, zejména pro tvorbu plodin odolných vůči změnám klimatu.

Úspěch s odolností proti světlé listové skvrnitosti má být pouze začátkem. Vědci již plánují zaměřit svou pozornost na další hrozby, jako je dřepčík olejkový (cabbage stem flea beetle), který je pro pěstitele řepky dalším zásadním omezujícím faktorem. Kromě řepky zákon o precizním šlechtění otevírá dveře i pro další inovace, které jsou již v přípravě – jahody s vyššími výnosy, nutričně obohacené olejniny, cukrová řepa a brambory odolné vůči některým chorobám a plodiny s nižšími nároky na vstupy a vyšší odolností vůči klimatickým změnám a další. Spojené království se tak staví do role globálního lídra v udržitelném, na vědě založeném zemědělství. Tento vývoj pozorně sleduje i zbytek Evropy, kde se debata o přijetí NGT postupně vyvíjí – britský model může sloužit jako praktické testovací pole pro celou mezinárodní komunitu.

Zdroje:

...plíseň může být tichý zabiják i poslušný pomocník?

Thu, 19 Feb 2026

Plísně nás obklopují na každém kroku. V běžném životě si je často spojujeme s jejich negativními vlastnostmi. Tyto drobné organismy totiž mohou být příčinou celé řady zdravotních komplikací, včetně podráždění dýchacích cest, infekcí kůže a sliznic či různě závažných alergických reakcí. Některé druhy navíc produkují mykotoxiny, toxické látky, které se mohou vyskytovat v potravinách a po konzumaci poškodit životně důležité orgány, jako jsou játra či ledviny.

Připomeňme si však i druhou stranu mince – plísně jako neopominutelné pomocníky člověka.

V první řadě je jistě nutné se zmínit o plísni Penicillium chrysogenum, jakožto producentovi penicilinu, antibiotika, které díky siru Alexanderu Flemingovi od doby svého objevení zachránilo již miliony životů. Plísně jsou však využívány i při výrobě celé řady dalších farmaceuticky významných látek, například dalších typů antibiotik, statinů (lovastatin, pravastatin), které jsou hojně předepisovány pacientům s vysokými hladinami cholesterolu, nebo cyklosporinu, využívaného jako imunosupresiva.

Druhou oblastí, do které plísně a jejich produkty výrazně zasahují, je potravinářský průmysl. Plísně jsou zde aplikovány například při výrobě sýrů (Roquefort, Camembert), sójové omáčky, misa, saké či některých druhů uzenin. Zároveň jsou plísně významnými producenty enzymů (například amylas, pektinas či celulas), přičemž některé z nich nacházejí uplatnění nejen v potravinářském průmyslu, ale i v odvětvích zabývajících se výrobou biopaliv. Mezi nejvýznamnější látky produkované pomocí plísní patří i kyselina citronová, často používané dochucovadlo a konzervant a zároveň složka řady čistících a kosmetických výrobků.

S rostoucími znalostmi metabolických vlastností plísní a zároveň s rozvojem molekulové genetiky se možnosti aplikace těchto organismů postupně rozšiřují i do řady dalších oblastí, včetně textilního průmyslu, zemědělství, výroby bioplastů či bioremediace. Není tedy divu, že výzkum plísní je v současné době aktuálnější než kdy dříve.

Zdroje:

Füting, P., Barthel, L., Cairns, T.C. et al. Filamentous fungal applications in biotechnology: a combined bibliometric and patentometric assessment. Fungal Biol Biotechnol 8, 23 (2021). https://doi.org/10.1186/s40694-021-00131-6
Plísně a vliv na zdraví - Fakultní nemocnice Motol a Homolka (https://www.fnmotol.cz/blog/plisne-a-vliv-na-zdravi/), staženo 29.1.2026
Filamentous Fungi: Structure, Growth, and Applications - Biology Insights (https://biologyinsights.com/filamentous-fungi-structure-growth-and-applications/), staženo 3. 2. 2026

Autorka textu: Eva Benešová, editorka textu: Tereza Branyšová

Průlom v biotechnologii kakaovníku: Jak CRISPR a tradiční křížení otevírají cestu k „udržitelné čokoládě“

Mon, 16 Feb 2026

Globální trh s čokoládou dosahuje hodnoty přes 135 miliard dolarů ročně, avšak dlouhodobou produkci kakaa významně ohrožují závažná onemocnění rostlin. K nejničivějším patří houbová choroba kakaovníků známá jako černá hniloba lusků (black pod disease), kterou způsobují patogeny rodu Phytophthora. Jde o eukaryotní oomycety, organismy podobné plísním, jež napadají nejen kakaové lusky s plody, ale u některých druhů také listy, stonky a kořeny. V některých pěstitelských oblastech vede tato choroba ke ztrátám úrody dosahujícím až 30 %. Pro miliony drobných farmářů, zejména v západní Africe, jsou náklady na chemickou ochranu a další fytosanitární opatření často neúnosné, což zvyšuje zájem o alternativní řešení, i o geneticky podmíněnou odolnost rostlin. Vědecký tým z Pensylvánské státní univerzity (Penn State University) vedený Markem Guiltinanem proto vyvinul nové linie kakaovníků se zvýšenou odolností vůči chorobám, a to pomocí genové editace CRISPR/Cas9 v kombinaci s klasickým šlechtěním.

Rostliny disponují sofistikovaným imunitním systémem, jehož aktivace je pečlivě regulována, aby nedocházelo k nadměrnému energetickému zatížení. V této regulaci hraje důležitou roli genová rodina NPR (Non-expressor of Pathogenesis-Related (PR) genes). Zatímco gen NPR1 funguje po rozpoznání patogenu jako hlavní aktivátor obranných reakcí, geny typu NPR3 plní opačnou funkci a imunitní odpověď tlumí. U kakaovníku tuto úlohu zastává gen TcNPR3, který vědci přirovnávají k „molekulární brzdě“ imunitního systému. Výzkum amerických vědců vycházel z předpokladu, že narušením funkce tohoto genu lze zvýšit základní úroveň obranyschopnosti rostliny. Předchozí experimenty využívající regulační RNA ke snížení aktivity TcNPR3 ukázaly, že tento zásah vede k výraznému potlačení rozvoje infekce.

Pro přesnou úpravu genomu využil tým technologii CRISPR/Cas9. Do buněk kakaovníku byly vneseny genetické konstrukty obsahující enzym Cas9 a dvě vodicí gRNA, které nasměrovaly zásah do specifických oblastí genu TcNPR3. Výsledkem byly rostliny s narušenou funkcí tohoto genu, a to buď v důsledku rozsáhlejší delece části genetické informace, nebo drobné mutace vedoucí k posunu čtecího rámce a vzniku nefunkčního proteinu. V obou případech došlo k funkčnímu knockoutu genu, jenž za normálních okolností tlumí imunitní reakce rostliny.

Za účelem eliminace přítomnosti cizí DNA v konečných rostlinách byl biotechnologický zásah kombinován s klasickým šlechtěním. CRISPR editované rostliny byly zkříženy s běžnými kakaovníky a v následující generaci došlo k přirozené genetické segregaci. Část potomstva si zachovala žádoucí mutaci v TcNPR3, avšak současně již neobsahovala žádné transgenní sekvence, například gen pro nukleasu Cas9. Tyto rostliny byly nejprve identifikovány pomocí fluorescenčních markerů a následně byla primární sekvence DNA ověřena celogenomovým sekvenováním. Pečlivý výběr vedl k získání linií, které jsou geneticky editované, nikoli však transgenní, což je klíčové jak z hlediska jejich budoucí regulace, tak společenské akceptace.

Analýza genové exprese ukázala, že mutace v TcNPR3 vede k trvalé aktivaci několika obranných mechanismů. Došlo ke zvýšené produkci reaktivních forem kyslíku, například peroxidu vodíku, které mohou patogeny poškozovat přímo a zároveň přispívají k zesílení buněčných stěn. Současně se změnila regulace metabolismu železa, což vedlo k jeho vyšší dostupnosti v buňkách, a tím i k tvorbě toxických radikálů znesnadňujících přežívání patogenů. Významně se rovněž zvýšila exprese genů pro enzymy, které narušují buněčné stěny patogenu nebo se podílejí na dalších obranných reakcích rostliny. Klíčovým zjištěním přitom je, že ani trvale aktivovaný obranný systém nevedl k růstovým retardacím, takže se editované rostliny fenotypově nelišily od běžných kakaovníků.

Zvýšená odolnost byla ověřena laboratorními testy, při nichž byly listy infikovány patogenem Phytophthora palmivora. U neupravených rostlin se vytvářely rozsáhlé nekrotické léze, zatímco u editovaných linií byly poškozené plochy výrazně omezené. Celkově se náchylnost k infekci snížila přibližně o 42 %, a to i u netransgenních potomků získaných následným křížením.

Americké ministerstvo zemědělství následně potvrdilo, že tyto linie nepodléhají v USA regulaci GMO, protože neobsahují žádnou cizí DNA. To výrazně zkracuje cestu od laboratorního výzkumu k praktickému využití v zemědělství. Zatímco tradiční šlechtění kakaovníků může trvat i několik desetiletí, genová editace umožňuje dosáhnout srovnatelných výsledků během několika let. Pro regiony, kde jsou výnosy kakaa silně ovlivňovány chorobami i klimatickými extrémy, to představuje reálnou možnost stabilizace produkce, snížení potřeby chemických zásahů a omezení dalšího odlesňování.

Vědecký tým nyní připravuje polní testy v tropických oblastech, které umožní posoudit chování editovaných kakaovníků v přirozených podmínkách a při dlouhodobém tlaku různých patogenů. Současně probíhá výzkum ovlivnění dalších genetických cílů, jejichž úpravou by bylo možné vytvořit rostliny s ještě širší a trvalejší odolností. Studie tak názorně ukazuje, že moderní biotechnologie může, v souladu s platnými regulačními rámci pro netransgenní editované organismy, nabídnout konkrétní řešení problémů ohrožujících globální zemědělství.

Zdroje:

https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=21528
Guiltinan, M.J., Landherr, L., Maximova, S.N., DelVecchio, D., Sebastian, A., and Albert, I., 2025. Reduced Susceptibility to Phytophthora in Non‐Transgenic Cacao Progeny Through CRISPR–Cas9 Mediated TcNPR3 Mutagenesis. Plant Biotechnology Journal, 24(1). doi: 10.1111/pbi.70365

...první zemí na světě, která schválila pěstování geneticky modifikované pšenice − jedné z nejběžnějších plodin u nás – je Argentina?

Thu, 12 Feb 2026

Pšenice představuje klíčovou základní potravinu pro miliardy lidí po celém světě a je pěstována na přibližně 200 milionech hektarů zemědělské půdy, což je jen pro představu plocha přibližně 25 krát větší než rozloha ČR. Navzdory svému zásadnímu významu však byla v rámci moderních biotechnologických přístupů po dlouhou dobu spíše upozaděna ve srovnání s jinými plodinami.

Geneticky modifikovanou odrůdu pšenice HB4 vyvinula argentinská společnost Bioceres Crop Solutions Corp. ve spolupráci s francouzskou firmou Florimond Desprez. Tato odrůda se vyznačuje zvýšenou odolností vůči suchu oproti běžným konvenčním odrůdám, což zemědělcům umožňuje zvýšit výnosy na hektar až o 20 %. Odolnost vůči nedostatku vody je dána přítomností transkripčního faktoru hahb-4, pocházejícího ze slunečnice roční, který reguluje expresi genů zapojených do odpovědi rostliny na dehydrataci.

Samotné schválení GM pšenice HB4 argentinskou vládou bylo přijato spíše pozitivně, avšak vyvolalo i vlnu kritiky ze strany části zemědělců a ekologických organizací. Ti vyjadřovali obavy zejména ze snížení mezinárodní reputace Argentiny a z možných negativních dopadů na ekonomiku, jelikož země značnou část své produkce pšenice vyváží.

Schválení GM pšenice HB4 k pěstování a konzumaci v Argentině proběhlo v říjnu 2020. Její komercionalizace však byla podmíněna současným schválením v Brazílii, která patří mezi největší odběratele argentinské pšenice. K oficiálnímu schválení této GM odrůdy v Brazílii došlo až v roce 2023.

Zdroje:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Slunečnice jako nová hvězda veganského „masa“

Mon, 09 Feb 2026

Vědci z Brazílie a Německa vyvinuli nový rostlinný „masový“ produkt ze slunečnicové mouky, který je výživný, udržitelný a překvapivě podobný masu. Slunečnice se tak může stát důležitou surovinou budoucích veganských alternativ masa.

Slunečnice si většina z nás spojuje hlavně s olejem nebo semínky. Nový výzkum ale ukazuje, že tato nenápadná rostlina má mnohem větší potenciál – může se stát základem moderních náhražek masa. Tým vědců z brazilských institucí ITAL a UNICAMP ve spolupráci s německým institutem Fraunhofer IVV vyvinul potravinu ze slunečnicové mouky, která svou strukturou i výživovou hodnotou připomíná maso. Základem je mouka vzniklá po vylisování oleje ze slunečnicových semen. Aby byla vhodná pro lidskou konzumaci, je nutné odstranit slupky a některé fenolické látky. Ty sice chrání rostlinu, ale mouce dodávají tmavou barvu, hořkost a snižují vstřebávání živin. Po jejich odstranění vzniká světlá mouka s neutrální chutí a vůní, což je velká výhoda oproti jiným rostlinným proteinům.

Výzkumníci připravili dva typy „slunečnicových burgerů“ – jeden z mouky z pražených semen a druhý z tzv. texturovaného slunečnicového proteinu, který má vláknitou strukturu podobnou masu. Směsi doplnili rajčatovým práškem, kořením a kombinací slunečnicového, olivového a lněného oleje. Po upečení následovalo testování chuti, textury i chemického složení. Lépe si vedla varianta z texturovaného proteinu. Měla pevnější konzistenci, vyšší obsah bílkovin a také zdravé tuky, zejména mononenasycené mastné kyseliny. Z nutričního hlediska zaujala i vysokým obsahem minerálů – jedna porce pokryla téměř polovinu denní potřeby železa, dvě třetiny zinku a téměř celé doporučené množství hořčíku a manganu.

Velkou výhodou slunečnice je i její udržitelnost. Slunečnicový olej se již běžně vyrábí v Evropě a pěstování slunečnice v Brazílii roste. Rostlina navíc není geneticky modifikovaná, což oslovuje spotřebitele hledající „clean label“ a non-GMO potraviny. Podle hlavní autorky studie Marie Pacheco je klíčem k úspěchu technologické zpracování, například extruze, která vytváří masově působící vláknitou strukturu.

Výzkum tak ukazuje, že slunečnice nemusí být jen zdrojem oleje, ale i plnohodnotných rostlinných bílkovin. V době, kdy roste poptávka po udržitelných a ekologických alternativách masa, se může stát jedním z důležitých hráčů na talíři budoucnosti.

ITAL = Institute of Food Technology
UNICAMP = University of Campinas

Zdroje:

Andrade, T. N., Arbach, C. T., de Oliveira Garcia, A., Domingues, L., Marinho, T. V., Nabeshima, E., Ramirez, B. F. D., Pacheco, M. T. B. Exploring new plant-based products: Acceptance of sunflower meal as a protein source in meat alternative products. Food Research International, 2025; 209: 116158. doi: 10.1016/j.foodres.2025.116158
https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251104013006.htm

...přesné genové úpravy mohou snížit množství akrylamidu ve smažených potravinách?

Thu, 05 Feb 2026

Akrylamid je vysoce toxická látka s neurotoxickými a potenciálně karcinogenními účinky. V organismu se metabolizuje na glycidamid, který tvoří komplex s DNA a proteiny. Původně se předpokládalo, že zdrojem toxicity byla pracovní expozice a kouření, nicméně později se ukázalo, že hlavním zdrojem expozice akrylamidu standardní populace je strava. Konkrétně bylo zjištěno, že se akrylamid tvoří v běžně konzumovaných potravinách, zejména při smažení, pečení a pražení, a je proto klasifikován jako kontaminant vznikající při zpracování potravin. Jeho tvorba úzce souvisí s hnědnutím potravin, což jeho snižování komplikuje – stejné chemické reakce totiž zároveň vytvářejí žádoucí chuť i barvu.

Pozornost se proto soustředí na omezení jeho vzniku, a to jak úpravami technologických postupů, tak změnou používaných surovin. U brambor je klíčová koncentrace redukujících cukrů a asparaginu (látky, ze které akrylamid při vysokých teplotách vzniká), ovlivněná odrůdou a skladováním. A proto vědci pomocí moderní metody CRISPR-Cas9 cíleně upravili dva geny v bramborách, které souvisejí právě s tvorbou cukrů a asparaginu. Díky těmto úpravám se v hlízách po skladování v chladu tvořilo méně cukrů a výsledkem pak bylo, že z takto upravených brambor vznikaly při smažení světlejší brambůrky s výrazně nižším obsahem akrylamidu – až o 85 % méně. Studie tak ukazuje, že genetická editace může pomoci vyšlechtit lepší odrůdy brambor, ze kterých se budou vyrábět zdravější bramborové výrobky.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Revoluce v potravinářském průmyslu?

Mon, 02 Feb 2026

V prestižním časopise Nature Communications se nedávno objevil článek s lehce provokativním názvem The microbial food revolution. Podle autorů stojíme dnes na prahu potravinové revoluce, v jejímž čele budou stát mikroorganismy. Pojďme se na roli mikroorganismů v potravinářském průmyslu podívat podrobněji.

Nejprve si připomeňme, v jaké situaci se aktuálně potravinový trh nachází. Odpověď není příliš optimistická. Současný potravinový systém, zahrnující zemědělství, chov zvířat a rybolov, se potýká s řadou problémů, které pramení především z klimatické změny, nedostatku půdy a rychle rostoucí světové populace. Hledání nových zdrojů potravin a nových způsobů jejich zpracování je tedy v tomto kontextu nutností.

Samotné využívání mikroorganismů v potravinářských procesech však není z historického hlediska žádnou novinkou. Například první zmínky o využívání fermentace při přípravě chleba či nápojů se datují již do starověkého Egypta a Číny. Později následovalo zjištění, že mikroorganismy lze velice úspěšně využívat i k výrobě mnoha látek, které je výhodné do potravin přidávat, například vitamínů, aromat, barviv apod. Éra geneticky modifikovaných organismů pak posunula tyto možnosti ještě dále.

Další významnou strategií je využití tzv. „single cell protein“ (SCP), neboli proteinů izolovaných z kultury jednobuněčných mikroorganismů, jako jsou například bakterie, kvasinky, houby či řasy. (V některých případech je však termín SCP používán i pro označení celé biomasy těchto organismů.) Takto získané proteiny pak mohou sloužit buď jako přídavky do konkrétních potravin anebo dokonce jako základ nových potravinářských produktů.

Ani tento přístup není úplně nový, počátky jeho historie sahají až na začátek 20. století. Jedním z prvních komerčních úspěchů byl například Marmite (1902), pomazánka vyráběná z kvasnicové biomasy, která vznikala jako vedlejší produkt pivovarnictví. Jako další příklady můžeme uvést výrobky značky Quorn, které využívají proteiny původem z Fusarium venenatum nebo známé doplňky stravy bohaté na proteiny obsahující řasy (Chlorella) či sinice (Spirulina). Současný tlak na potravinářskou výrobu však znovu nastartoval zájem o tyto typy produktů, tentokrát již s využitím moderních technologií a nástrojů molekulové genetiky, díky nimž může být výroba mikrobiálních proteinů efektivnější, levnější a s nižší ekologickou stopou, zvláště v porovnání s klasickou živočišnou výrobou a bez závislosti na klimatických podmínkách. Obsáhlý seznam výrobků, které jsou aktuálně zaváděny na trh, je možné dohledat ve výše zmiňované publikaci The microbial food revolution. Mikroorganismy se tak postupně stávají běžnou alternativou živočišných produktů, jako je maso, mléko či vejce nebo některých jejich složek. Zároveň je již dnes mikrobiální biomasa využívána v krmivech pro hospodářská zvířata a akvakulturu.

Přestože je patrné, že potenciál mikrobiálních potravin je obrovský, jejich plnohodnotné začlenění do běžného života zatím čelí celé řadě výzev. Počítat mezi ně můžeme jak legislativních omezení, tak přijetí těchto potravin spotřebiteli, kteří si na tyto „nové“ zdroje proteinů teprve zvykají. Jedna věc je však jasná již nyní. Mikroorganismy nám poskytují nejen nový zdroj surovin pro potravinářskou výrobu, ale zároveň nám nabízejí i nový způsob, jak o jídle přemýšlet. Brzy se možná budeme ptát, jaké vlastnosti má mít naše potravina a který mikroorganismus můžeme v takovém případě využít.

Pokud Vás toto téma zaujalo, můžete si více přečíst ve speciálním vydání Světa biotechnologií, které vyšlo v roce 2025 s podtitulem Biotechnologie na talíři.

Zdroje:

Graham, A. E., Ledesma-Amaro, R. The microbial food revolution. Nat Commun. 2023, 14, 2231. doi: 10.1038/s41467-023-37891-1
Mannaa, M., Han, G., Seo, Y. S., Park, I. Evolution of Food Fermentation Processes and the Use of Multi-Omics in Deciphering the Roles of the Microbiota. Foods. 2021, 18;10(11):2861. doi: 10.3390/foods10112861
Zhuang, Z., Wan, G., Lu, X., Xie, L., Yu, T., Tang, H. Metabolic engineering for single-cell protein production from renewable feedstocks and its applications. Adv Biotechnol (Singap). 2024, 29;2(4):35. doi: 10.1007/s44307-024-00042-8
https://microbenotes.com/single-cell-protein/, staženo 21.1. 2026
https://www.biotrin.cz/nove-cislo-bulletinu-svet-biotechnologii-biotechnologie-na-taliri-budoucnost-nasich-jidelnicku-lezi-v-laboratori/

Nová položka v NBT knihovně – Sója s vyšším obsahem mononenasycených mastných kyselin

Thu, 29 Jan 2026

Sója luštinatá (Glycine max) je klíčovou surovinou pro výrobu sójového oleje. Ten však obsahuje vysoký podíl polynenasycených mastných kyselin (PUFA), které zhoršují jeho oxidační stabilitu a zkracují trvanlivost. Naopak mononenasycené mastné kyseliny (MUFA) jsou v sójovém oleji zastoupeny v nižší míře, přestože by jejich vyšší obsah přispěl k lepší stabilitě oleje i možným zdravotním přínosům.

Vědci z Číny proto využili technologii CRISPR/Cas9 k vyřazení dvou genů (GmPDCT1 a GmPDCT2), které se podílejí na metabolismu lipidů v semenech sóji. Knockout obou genů vedl k téměř 2,5násobnému zvýšení obsahu MUFA a současnému snížení PUFA, aniž by došlo ke změnám ve velikosti semen, obsahu oleje nebo růstu rostlin.

Výsledky ukazují, že cílená editace genů GmPDCT je účinným nástrojem pro úpravu složení sójového oleje směrem k vyšší stabilitě. Tento přístup tak představuje slibnou cestu ke zlepšení nutričních i technologických vlastností rostlinných olejů.

Více na: Sója s vyšším obsahem mononenasycených mastných kyselin
Autorka textu položky v knihovně NBT: Eliška Čermáková

Bakterie jako řešení plastového odpadu?

Mon, 26 Jan 2026

Tým vědců z Univerzity Kóbe v Japonsku vyvinul udržitelnou alternativu ke klasickým plastům typu PET (polyethylentereftalát). Pomocí genetických modifikací bakterie Escherichia coli dokázali upravit její buněčný metabolismus tak, aby z glukózy efektivně produkovala kyselinu pyridindikarboxylovou (PDCA) a zároveň využívala dusík jako součást cílové molekuly. Cílem bylo vytvořit metabolickou dráhu umožňující zabudování dusíku bez vzniku nežádoucích vedlejších produktů, což vede k čisté a účinné biosyntéze této sloučeniny.

PDCA je snadněji biologicky odbouratelná díky přítomnosti dusíku a polymery, které ji obsahují, vykazují fyzikální vlastnosti srovnatelné s PET, v některých případech jej dokonce překonávají. Tento průlom představuje významný krok k vytvoření biologicky odbouratelných a vysoce výkonných plastů, které by mohly překonat materiály na bázi ropy.

Vědci se v rámci této studie rovněž zabývali problematickou produkcí škodlivého peroxidu vodíku, který je produkován enzymy v rámci metabolismu dusíku, čímž je pak deaktivuje. Zdokonalením kultivačních podmínek, zejména pak přidáním sloučeniny, která dokáže efektivně zachytávat molekuly peroxidu vodíku, se podařilo tento problém vyřešit. Tato strategie navíc umožnila produkci PDCA ve vyšších koncentracích a zároveň odstranila problémy s nízkou výtěžností a efektivitou, které dosud celý proces zásadně omezovaly.

Vývoj alternativ k běžným plastům s ohledem na jejich trvanlivost a environmentální dopady je dlouhodobým cílem mnoha vědeckých týmů po celém světě. Mezi hlavní limitující faktory přitom stále patří nízká výtěžnost, nedostatečná čistota a vysoké náklady na produkci těchto materiálů. Dosud se většina studií soustředila na molekuly složené převážně z uhlíku, kyslíku a vodíku, a spektrum biotechnologicky vyráběných polymerních prekurzorů je proto zatím poměrně omezené. Tato studie však otevírá cestu ke slibným sloučeninám pro vysoce výkonné plasty obsahující dusík. Nicméně problémem nadále zůstává, že pro jejich produkci dosud neexistují obecně účinné strategie bioprodukce.

Zdroje:

...dnes už existují geneticky modifikované bakterie, které dokážou v zemědělství pomáhat s biologickou fixací dusíku?

Thu, 22 Jan 2026

Současné zemědělství je silně závislé na syntetických dusíkatých hnojivech. Více než polovina dodaného reaktivního dusíku se však ztrácí a uniká do životního prostředí, kde může způsobovat znečištění. Proto se hledají alternativní způsoby, jak rostlinám dusík zajistit, zejména s ohledem na to, že přirozená fixace dusíku patří k energeticky nejnáročnějším procesům v přírodě.

Jedním z alternativních způsobů je tzv. biologická fixace dusíku. Studie ukazují, že diazotrofní mikroorganismy spojené s kořenovým systémem mohou být bezpečně a účinně využity například u kukuřice (Zea mays) i na běžně hnojených polích. Tyto práce naznačují, že biologická fixace dusíku má potenciál částečně nahradit syntetická hnojiva a snížit jejich spotřebu.

Jedním z konkrétních příkladů aplikace biologické fixace dusíku je geneticky upravený kmen Klebsiella variicola 137-1036 (Kv137-1036), odvozený od přirozeně se vyskytující půdní bakterie. Tento upravený kmen si zachoval schopnost kolonizovat kořeny kukuřice a vykazuje více než 120× vyšší aktivitu fixace dusíku, a to i v prostředí bohatém na dusík. Jeho účinnost byla ověřena v několikaletých polních pokusech na různých lokalitách v USA, kde vedla přítomnost kmene Kv137-1036 v půdě k vyšším a stabilnějším výnosům ve srovnání s běžnou praxí s komerčními hnojivy. Lyofilizovaná forma tohoto kmene byla v roce v roce 2019 uvedena v USA na trh pod názvem Pivot Bio PROVEN a aplikuje se při setí přímo k semenům kukuřice.

Tyto výsledky ukazují, že biologická fixace dusíku má reálný potenciál stát se udržitelným doplňkem moderního zemědělství, který může snížit závislost na syntetických hnojivech a zároveň přispět ke stabilnějším výnosům.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Diagnostika GM plodin v terénu: Přenosný biosenzor na bázi LAMP jako efektivní alternativa k laboratornímu testování

Mon, 19 Jan 2026

Tým vědců z Purdue University představil inovativní diagnostický systém, který umožňuje identifikaci specifických genetických modifikací u kukuřice a sóji přímo v polních podmínkách. Zařízení využívá technologii izotermické amplifikace (LAMP) a papírový mikrofluidní nosič, čímž se eliminuje potřeba purifikace nukleových kyselin před detekční reakcí. Výzkum vedl Mohit Verma, docent zemědělského a biologického inženýrství, spolu s postdoktorandem Bilalem Ahmedem a experty z divize Bayer Crop Science. Detaily systému byly publikovány v odborném časopise Biosensors and Bioelectronics.

Ačkoli je aktuální aplikace zaměřena na geneticky modifikované (GM) plodiny, obdobná technologická platforma laboratoře Mohita Vermy má širší historii v rámci iniciativy „One Health“, která zkoumá propojení zdraví lidí, zvířat a rostlin. Předtím, než byl tento systém adaptován pro rostlinný materiál, byly obdobné biosenzory na bázi LAMP úspěšně vyvinuty pro veterinární medicínu (detekce vysoce patogenní ptačí chřipky a respiračních onemocnění skotu), bezpečnost potravin (identifikace fekální kontaminace na zemědělských produktech) a humánní diagnostiku (rychlá detekce viru SARS-CoV-2 (COVID-19)). Aktuální studie o detekci kukuřice a sóji je pak vůbec první demonstrací využití těchto biosenzorů na rostlinném materiálu v rámci této laboratoře.

V molekulární biologii je za „zlatý standard“ pro detekci specifických sekvencí nukleových kyselin obecně považována polymerázová řetězová reakce (PCR). PCR je však pro terénní použití limitována vyšší cenou vybavení a nutností pracovat s purifikovanou DNA.

Metoda LAMP (Loop-mediated Isothermal Amplification) nabízí pro detekci v polních podmínkách některé důležité výhody:
•   Izotermický průběh: Na rozdíl od PCR nevyžaduje LAMP reakce opakované střídání teplot, což zjednodušuje a zlevňuje nezbytný hardware.
•   Vizuální detekce: Výsledky jsou přímo viditelné na mikrofluidní papírové kazetě (microfluidic paper-based biosensor cartridge). Pozitivní reakci indikuje změna barvy testovacího proužku. To odlišuje tento systém od jiných metod LAMP, které vyžadují dražší techniky detekce pozitivní reakce.
•   Vysoká tolerance k inhibitorům: LAMP umožňuje pracovat se surovým listovým extraktem. Není tedy nutné DNA z tkáně pracně izolovat – stačí listový výstřižek o průměru cca 6 mm, který se zhomogenizuje a zředí vodou v poměru 1:7.
Systém LAMP v tomto provedení neaspiruje na nahrazení PCR v centralizovaných laboratořích, kde je nutná absolutní kvantifikace. Představuje však robustní řešení pro decentralizovanou diagnostiku, kde schopnost detekovat specifickou sekvenci v surovém extraktu „přímo na místě“ může rozhodovat o efektivitě zemědělské produkce.

Celý proces lze rozdělit do následujících fází:

Prvním krokem je odběr vzorku rostlinné tkáně – z listu se vysekne terčík o průměru cca 6 mm. Tento listový terčík se vloží do homogenizační zkumavky (např. Lysing Matrix D s keramickými kuličkami) obsahující 500 μL roztoku SDS. Vzorek je homogenizován po dobu 20 sekund pomocí ručního homogenizátoru. Výsledný surový extrakt se následně ředí vodou v poměru 1:7, což je kritický krok pro zajištění optimální funkčnosti biosenzoru.

Vlastní biosenzor tvoří mikrofluidní papírový proužek z papíru, na kterém jsou již předem imobilizovány vysušením reagencie pro reakci LAMP (včetně Bst DNA polymerázy, dNTPs, primerů a indikátoru fenolové červeně).

Na každou testovací plošku (pad) se napipetuje 7,5 μL naředěného listového extraktu. Tento objem je přesně stanoven tak, aby nedocházelo k vysychání ani ke vzájemné kontaminaci mezi ploškami. Proužek se vloží do akrylátové kazety. Kazeta se z obou stran neprodyšně uzavře pomocí adhezivní PCR fólie, která zabraňuje odpařování vlhkosti a vniknutí vody během inkubace. Uzavřená kazeta se umístí do ohřívacího zařízení, které udržuje konstantní teplotu 65 °C. V laboratorních podmínkách se využívá vodní lázeň, zatímco pro polní použití je určena platforma Sherpa Vision s polovodičovým ohřívačem. Reakce probíhá standardně 60 minut (i když u některých primerů (např. RR1.1) může být limit zkrácen na 40 minut, aby se předešlo tvorbě primerových dimerů).

Detekce je založena na vizuální změně barvy indikačního barviva (fenolová červeň) v důsledku změny pH během masivní amplifikace cílové DNA – barva se změní z načervenalé na žlutou či oranžovou. Uživatel může výsledek odečíst prostým okem přímo na papírových ploškách testovacího proužku.

Tento postup umožňuje zemědělcům provádět molekulární screening s minimálními nároky na laboratorní vybavení, přičemž robustnost metody LAMP zajišťuje, že nečistoty v surovém extraktu neinhibují reakci tak dramaticky, jako v případě klasické PCR. Studie uvádí citlivost metody 97 % a specificitu 100 %.

Převzato z: https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.117690

Biosenzor byl validován pro detekci odrůd sóji Roundup-Ready 1 (RR1) a Roundup-Ready 2 (RR2) a specifického znaku Roundup Hybridization System 1 (RHS1) u kukuřice. Znak RHS1 slouží k prevenci samoopylení – samčí část rostliny (pyl) není rezistentní vůči glyfosátu, takže po postřiku odumírá, zatímco zbytek rostliny přežije. Možnost ověřit přítomnost tohoto znaku přímo na poli je důležitá pro management hybridizace.

Výzkumníci uvádějí, že jejich biosenzor překonává omezení tzv. laterálních průtokových testů (LFD), které jsou založeny na expresi proteinů a které u některých hybridů nemusí fungovat. Proces analýzy poskytuje výsledky za méně než hodinu. Také z ekonomického hlediska je systém velmi konkurenceschopný – jedna testovací reakce stojí přibližně 2,90 USD, zatímco u jiných LAMP metod s kapalinovou detekcí se cena pohybuje mezi 8 až 9 USD.

Tato technologie (byla licencována společnosti Krishi, Inc.) je podle týmu Purdue-Bayer Crop Science přizpůsobitelná pro další GM plodiny nebo znaky, což nabízí praktické řešení pro monitoring GM organismů přímo na poli.

Zdroje:

...existují geneticky upravené bakterie, které pomáhají tělu zvládat toxické látky vznikající při odbourávání alkoholu?

Thu, 15 Jan 2026

Konzumace alkoholu představuje pro lidské tělo značnou metabolickou zátěž. Při jeho odbourávání vzniká mimo jiné acetaldehyd, což je vysoce reaktivní a toxická molekula, která přispívá k nepříjemným fyzickým projevům po požití alkoholu.

Za normálních okolností je acetaldehyd v játrech rychle přeměňován na méně škodlivý acetát pomocí enzymu acetaldehyddehydrogenázy (ALDH). Ne celý tento proces však probíhá pouze v játrech. Část alkoholu se metabolizuje také ve střevech, především působením střevních bakterií. Některé z nich sice dokážou alkohol přeměnit na acetaldehyd, ale často už nemají dostatečnou kapacitu jej dále odbourat. Výsledkem je jeho lokální hromadění.

Právě zde přichází ke slovu moderní biotechnologie a genetická úprava mikroorganismů, za kterou stojí vědci z amerického start-upu ZBiotics. Využili geneticky upravené probiotikum, které dokáže enzym ALDH produkovat přímo ve střevě. Jako vhodný nositel byla zvolena bakterie Bacillus subtilis – mikroorganismus s dlouhou historií bezpečného užívání v potravinách a doplňcích stravy.

Pomocí genetického inženýrství byl do genomu této bakterie vložen gen pro tvorbu enzymu ALDH. Takto upravený kmen si zachovává všechny vlastnosti původního probiotika, ale navíc získává schopnost podpořit rozklad acetaldehydu v trávicím traktu. Cílem není „neutralizovat alkohol“, ale snížit zátěž organismu toxickým vedlejším produktem jeho metabolismu.

Bezpečnost tohoto přístupu byla hodnocena v toxikologických studiích (např. studie opakovaného podávání u zvířecího modelu) a za daných podmínek nebyly pozorovány nežádoucí účinky. Důležité je také to, že B. subtilis střevo trvale neosídluje – jeho působení je dočasné a závislé na dávkování, což snižuje ekologická i zdravotní rizika. Tento příklad ilustruje jeden z možných směrů, jak lze genetickou úpravu mikroorganismů využít k cílené podpoře lidského metabolismu.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Appala Naidu, B.; Kannan, K.; Santhosh Kumar, D. P.; Oliver, J. W. K.; Abbott, Z. D. Lyophilized B. subtilis ZB183 Spores: 90-Day Repeat Dose Oral (Gavage) Toxicity Study in Wistar Rats. Journal of Toxicology, 2019. doi: 10.1155/2019/3042108.
Hassan-Casarez, Ch.; Ryan, V.; Shuster, B. M.; Oliver, J. W. K.; Abbott, Z. D. Engineering a probiotic Bacillus subtilis for acetaldehyde removal: A hag locus integration to robustly express acetaldehyde dehydrogenase. PLoS ONE, 2024, 19(11). doi:10.1371/journal.pone.0312457.
Nosova, T.; Jokelainen, K.; Kaihovaara, P.; Jousimies-Somer, H.; Siitonen, A.; Heine, R.; Salaspuro, M. Aldehyde dehydrogenase activity and acetate production by aerobic bacteria representing the normal flora of human large intestine. Alcohol and Alcoholism, 1996, 36(11), pp. 555-564. doi: 10.1093/oxfordjournals.alcalc.a008191.
Salaspuro, M. Bacteriocolonic pathway for ethanol oxidation: Characteristics and implications. Annals of Medicine, 1996, 28(3), pp. 195-200. doi: 10.3109/07853899609033120.
Sorokulova, I. Modern Status and Perspectives of Bacillus Bacteria as Probiotics, Journal of Probiotics & Health, 2013, 1(4). doi: 10.4172/2329-8901.1000e106.
https://zbiotics.com/pages/how-it-works

Autorka textu: Nikola Hartmann, editorka textu: Tereza Branyšová

Mikrobiální “Trojský kůň“ jako nový přístup léčby rakoviny

Mon, 12 Jan 2026

Onkologická léčba je díky pokrokům současného výzkumu čím dál preciznější. Cílené léky, inhibitory kontrolních bodů a upravené imunitní buňky pomáhají zachraňovat životy stále více pacientů. U řady nádorů však stále narážíme na problém efektivní dopravy léčiva na cílové místo: chaotické prokrvení a hustá tkáň zhoršují pronikání a biologická léčiva mohou být zachycena dříve, než do nádoru dorazí. Onkolytické viry jsou navrženy tak, aby se množily v nádorových buňkách, ty následně rozrušily a zároveň podnítily další protinádorovou imunitní odpověď. Při podání do krevního oběhu jsou ale virové částice často zneškodněny imunitním systémem, respektive antivirovými protilátkami, které vznikly po prodělané infekci nebo očkování. Takto inaktivované virové částice se pak k nádoru buď vůbec nedostanou, nebo je jejich účinek razantně snížen. Pakliže jsou buňky nádoru virem efektivně infikovány, přichází další problém tohoto přístupu – jak zabránit dalšímu nekontrolovatelnému šíření virů mimo buňky nádoru?

K řešení těchto problémů by mohly přispět výsledky výzkumu vzešlého ze spolupráce vedené mezi vědci z americké Columbia University a Rockefeller University. Výzkum prezentovaný v časopise Nature Biomedical Engineering předkládá řešení založené na kombinaci bakteriálního systému a viru. Jejich platforma CAPPSID (z anglického Coordinated Activity of Prokaryote and Picornavirus for Safe Intracellular Delivery) využívá bakterie Salmonella typhimurium jako programovatelného nosiče pro RNA genom onkolytického pikornaviru Senecavirus A. Bakterie nesou genetické úseky, které se aktivují po vstupu do savčích buněk, poté transkribují virovou RNA a spouštějí bakteriální autolýzu, čímž uvolňují genom do cytoplazmy hostitele, kde může být translatován, v důsledku čehož je spuštěna virová replikace.

Tento design obchází nežádoucí imunitní reakce změnou toho, co putuje krevním řečištěm. Místo injekčního podání exponovaných virových částic používá CAPPSID bakterie specificky vyhledávající nádory jako syntetický „kapsid“, který účinně skrývá viry (respektive jejich genom) během transportu. V myších modelech (včetně zvířat s antivirovými protilátkami) mohl genom dodaný bakteriemi úspěšně a specificky cílit nádory, spustit infekci a šířit se mezi maligními buňkami, což naznačuje potenciálně vhodnou cestu k onkolytické virové terapii, i u pacientů, kteří by jinak byli proti viru imunní.

Další významnou překážkou je izolace, kterou CAPPSID řeší pomocí zabudované bezpečnostní závislosti. Vědci virus geneticky upravili tak, aby k dokončení zrání virionů potřeboval specifickou proteázu dodávanou bakteriemi. Výsledkem je, že plně infekční částice se tvoří hlavně v blízkosti bakterií, které preferenčně přetrvávají v mikroprostředí nádoru; mimo tuto niku je šíření viru silně omezeno. Jedná se v podstatě o logickou bránu se „dvěma klíči“: zaměření na nádor a biochemická podmínka pro zrání.

Proč je to důležité? Předchozí bakteriální terapie rakoviny, včetně klinicky testovaných atenuovaných (oslabených) kmenů Salmonella, čelily toxicitě související s dávkou a omezené účinnosti, zatímco přístupy založené pouze na virech mohou být blokovány imunitou. Kooperativní živé léky nabízejí třetí cestu: bakterie pronikají do hypoxických jader nádorů a dodávají užitečné látky, zatímco viry zesilují ničení nad rámec fyzického dosahu bakterií a mohou synergicky působit s imunoterapiemi, které těží ze zánětlivých nádorů. S již probíhajícími snahami o klinické využití by se systémy typu CAPPSID mohly stát univerzálním nástrojem pro bezpečné dodávání účinných virových terapií hluboko do mnoha typů nádorů, což představuje nadějný směr pro příští generaci protinádorových léků.

Zdroje:

...existovaly snahy i o geneticky modifikované ředkvičky?

Thu, 08 Jan 2026

Z genetického hlediska patří ředkvička mezi obtížně modifikovatelné plodiny, protože na zásahy genetického inženýrství reaguje velmi nepříznivě. Právě tato vlastnost dlouhodobě komplikovala snahy odstranit jeden z jejích nejproblematičtějších rysů – předčasné vykvetení při poklesu teplot, kdy rostlina přesouvá zásobní látky z kořene do stonku a kořen se stává nekonzumovatelným.

Zatímco v západním světě je vnímána především jako drobná kořenová zelenina, ve východní Asii právě dominují odrůdy větších ředkviček s vysokou výnosností a nutriční hodnotou, přičemž představují základní potravinu milionů lidí. Tyto ředkvičky mohou dosahovat hmotnosti až 14 kg, konzumují se syrové i vařené a jsou významným zdrojem vitaminů skupiny B a vitaminu C.

Snaha prodloužit vegetační období a zabránit předčasnému vykvetení vedla k zapojení britského odborníka Iana Curtise, který opustil tehdejší klasické postupy genetické modifikace založené na tkáňových kulturách, jež se u ředkviček ukázaly jako nefunkční. Místo toho vyvinul alternativní přístup, při němž byla klíčová pletiva vystavena bakteriálnímu roztoku schopnému geneticky modifikovat semeno. Výsledné rostliny vykazovaly prodloužení vegetačního období přibližně o tři týdny, čímž bylo zabráněno osevu celých polí, což mělo zásadní význam pro potravinovou bezpečnost v regionech závislých na této plodině.

Z hlediska geneticky modifikovaných plodin tak ředkvička představuje zajímavý, byť dosud nedostatečně využívaný model. Vývoj účinných systémů genového přenosu umožňuje cílené zavádění specifických znaků a výrazně urychluje šlechtění nových linií, což bylo prokázáno právě na příkladu pozdně kvetoucích ředkviček a současně otevřelo cestu k využití ředkvičky i jako perspektivní plodiny s farmaceutickým potenciálem.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Jak umělá inteligence a biotechnologie mohou podpořit vývoj odolných plodin

Mon, 05 Jan 2026

Mezinárodní tým vědců z Číny, USA a Evropy, včetně odborníků z Aberystwythské univerzity ve Walesu, zveřejnil zprávu představující plán pro integraci umělé inteligence (AI) s editací genomu, návrhem proteinů, vysokokapacitní fenotypizací a omickými technologiemi analyzujícími genetické a chemické složení rostlin.

Podle výzkumníků by využití těchto postupů mohlo výrazně urychlit vývoj plodin, jež budou produktivnější, udržitelnější a odolnější vůči změnám klimatu. Tato integrace by mohla umožnit i domestikaci zcela nových druhů užitkových rostlin. Profesor John Doonan, ředitel Národního centra pro rostlinnou fenomiku při Institutu biologických, environmentálních a agrárních věd (IBERS) Aberystwythské univerzity, vysvětlil: „Představte si to jako navrhování a stavbu mostu. Nyní máme nástroje, které nám umožňují s podobnou přesností navrhovat i plodiny. Pomocí kombinace biologických poznatků s umělou inteligencí můžeme vytvářet rostliny, které jsou schopné odolávat suchu, chorobám či dalším stresovým faktorům.“

Přehledová studie zveřejněná v časopise Nature ukazuje, jak AI dokáže předpovídat nejlepší kombinace genů pro vyšší výnos, lepší výživovou hodnotu a vyšší toleranci vůči stresu, navrhovat nové proteiny podporující obranyschopnost a výkon rostlin a propojovat rozsáhlé a složité datové soubory, které umožní rychlejší a chytřejší šlechtitelská rozhodnutí. Profesor Doonan dodal, že tento projekt se zaměřuje na budování odolnosti plodin od základu, a to spojením umělé inteligence s nejmodernější biotechnologií a udržitelnými zemědělskými postupy, aby byla zajištěna budoucí odolnost produkce potravin pro další generace. Těšíme se tedy na další přínosy tohoto ambiciózního a slibného projektu.

Zdroj:

https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=21442

PF 2026

Thu, 18 Dec 2025

S blížícími se Vánocemi se již tradičně ohlížíme za uplynulým rokem. Rok 2025 byl pro náš spolek opět plný dění a stojí za to připomenout si, co všechno jsme společně zvládli. Současně je ale čas podívat se i kupředu – k roku 2026, který už klepe na dveře a přináší nové výzvy i příležitosti. Dovolte nám proto krátké bilancování toho, co se v roce 2025 odehrálo, a malé nahlédnutí do plánů, které pro vás chystáme v roce nadcházejícím.

Stejně jako v letech minulých se i rok 2025 nesl především v duchu snahy o popularizaci moderních biotechnologií, které jsou zcela klíčové pro udržení zemědělské a potravinové produkce. Každý týden jsme Vám na našem webu přinášeli novinky o nejzajímavějších vědeckých i legislativních událostech v této oblasti a zajímavá fakta v rubrice Víte, že..?. Do Knihovny NBT organismů jsme letos přidali již tradičně 12 nových plodin a živočichů, které mají značný aplikační potenciál.

Jako každý rok jsme pro Vás připravili bulletin Svět biotechnologií, tentokrát na téma Biotechnologie na talíři: Budoucnost našich jídelníčků leží v laboratoři. Navázali jsme i na naše první video zveřejněné v roce 2024, a to přípravou tří krátkých videí na téma nových genomických technik (NGT) a geneticky modifikovaných organismů, která naleznete na našem YouTube kanálu.

Všechny naše aktivity spojuje potřeba reagovat na současné výzvy, jimž zemědělství, potravinářství, průmyslová výroba i medicína čelí. Vítáme proto postupné, ale jisté krůčky rozhodovacích orgánů Evropské unie ve snaze zpřístupnit biotechnologie společnosti a dát jim náležité místo v žebříčku evropských priorit, které jim právem patří – ať už se jedná o posun připravovaného legislativního rámce o produktech NGT, jež snad již brzy dostane jasné obrysy a vstoupí v platnost, nebo přípravu Biotech Actu, který má přinést jednotný právní rámec a urychlit přenos biotechnologických inovací z teorie do praxe. I přes tyto snahy je však zřejmé, že pokud chceme zamezit úpadu produkce základních plodin a surovin, musíme jednat rychleji, systematičtěji a efektivněji.

I na to hodláme v příštím roce reagovat a připravujeme řadu aktivit, které, jak pevně věříme, osloví nejen českou veřejnost, ale i zákonodárce. A co konkrétně chystáme? Budeme pokračovat se zveřejňováním novinek o nejzajímavějších pokrocích i s přípravou popularizačních materiálů na témata, která rezonují odbornou i laickou veřejností. Zaměříme se i na upevňování stávajících spoluprací i navazování nových, a to s jasným cílem – napomoci aplikacím slibných technologií do praxe a zvýšení povědomí o českých úspěších na biotechnologickém poli, protože Česká republika se jednoznačně může stát silným hráčem v oblasti biotechnologií.

S touto slibnou vidinou nadcházejícího roku se s Vámi pro letošní rok loučíme a doufáme, že i v roce 2026 nám zachováte svou přízeň. Přejeme Vám krásné prožití vánočních svátků a vše dobré v roce 2026, zejména pevné zdraví!

BIOTRIN, z.s.

Autorka obrázku: Ing. Barbora Hošková, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze

...dnes už existují i geneticky upravené vánoční stromky?

Tue, 16 Dec 2025

Vánoční stromky jsou jednou z hlavních součástí vánočních svátků, avšak strach z opadávání jehličí může zákazníky odradit od nákupu živých stromků. U většiny jehličnanů dochází k nejvyšší ztrátě jehličí 40 dní po sklizni. Jedle Fraserova však dokáže udržet jehlice po několik měsíců, což je jeden z hlavních důvodů, proč je tak oblíbená. Tento druh jedle má měkké, tmavě zelené jehličí se stříbrným spodkem a představuje až 98 % všech druhů vánočních stromků pěstovaných v Severní Karolíně. I díky tomu patří k nejpopulárnějším druhům vánočních stromků v celé USA. A právě proto se vědci z tamní univerzity zaměřili na genetické úpravy tohoto druhu.

Výzkumný tým nejprve otestoval tisíce stromů, z nichž vybral 25 s nejlepšími genetickými vlastnostmi. Z nich následně vypěstoval geneticky vylepšené linie, které dosahovaly průměrné výšky o přibližně 30 cm vyšší než současné komerční stromky. Tyto geneticky vylepšené stromy rostly o 2,5 až 5 cm ročně více, což zkracuje dobu pěstování: místo tradičních 7-8 let bude k dosažení typické tržní výšky stačit 6-7 let. Kromě rychlejšího růstu mají geneticky vylepšené jedle Fraserovy po sklizni nejen lepší vzhled, ale také si po sklizni déle zachovávají jehličí. Očekává se, že ztratí méně než 1-2 % jehlic, a to i bez chladných podmínek, které běžně pomáhají udržet až 95 % jehličí. Schopnost stromku bránit se opadu je tedy téměř jistě řízena genetikou, i když určitý vliv mají i podmínky prostředí.

Vedle toho je do určité míry dán genetikou i tvar, i když vědci zatím přesně neznají geny, které jej určují. Momentálně tak tvarování stromů vyžaduje mnoho ruční práce – mezi červencem a srpnem pěstitelé obvykle stříhají větve, aby zpomalili růst a zachovali charakteristický tvar. Pokud by se však podařilo vypěstovat jedle, které mají ideální tvar již přirozeně, výrazně to sníží či úplně odstraní potřebu ručního tvarování. Výsledkem by byly nižší náklady pro pěstitele a výhodnější cena i pro spotřebitele.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Nová položka v NBT knihovně – Platýs se zvýšenou svalovou hmotou

Thu, 11 Dec 2025

Platýs japonský patří mezi významné akvakulturní druhy v Koreji, Číně a Japonsku. Jeho hlavní jedlou částí je kosterní svalovina, a proto je zvýšení jejího množství velmi cenné pro chov i ekonomiku produkce.

Jihokorejští vědci využili technologii CRISPR/Cas9 k úpravě genu MSTN, který běžně brzdí růst svalů. Narušení tohoto genu (knock-out) vedlo k rybám s výrazně větší svalovou hmotou. Zvětšení bylo způsobeno zvýšením počtu svalových vláken, nikoli jejich zvětšením.

Výzkum zároveň ukázal, že optimalizované metody editace lze úspěšně aplikovat i u druhů, jejichž embrya jsou obtížně přístupná. Moderní genová editace tak může efektivně zlepšovat produkční vlastnosti ryb a má značný potenciál pro rozvoj akvakultury.

Více na: Platýs se zvýšenou svalovou hmotou

Platforma Czech SynBio Node vytváří prostor pro spolupráci v oboru syntetické biologie

Mon, 08 Dec 2025

Czech SynBio Node je nová platforma vytvořená s cílem sjednotit a podpořit rozvoj syntetické a inženýrské biologie v České republice. Jejím posláním je propojovat výzkumné laboratoře, akademické instituce, firmy, startupy, studenty i další odborníky tak, aby mezi nimi usnadnila spolupráci, sdílení znalostí i přenos výsledků do praxe. Iniciativa usiluje o to, aby Česká republika nebyla pouze příjemcem zahraničních technologií, ale aktivně se podílela na globálním rozvoji moderních biotechnologií a dokázala vytvářet a exportovat vlastní know-how.

Syntetická biologie (SynBio) je multidisciplinární a strategický obor s vysokým inovačním potenciálem pro zdravotnictví, energetiku, zemědělství i průmyslové biotechnologie. Czech SynBio Node podporuje špičkový výzkum v oblastech, jako je proteinové a metabolické inženýrství či systémová biologie. K úspěchům členů patří i vývoj moderních výpočetních nástrojů, například systému strojového učení DreaMS určeného pro rychlejší identifikaci neznámých molekul.

Webová platforma vznikla v říjnu 2024 a zahajovací setkání proběhlo v září 2025 v kampusu Masarykovy univerzity v Brně. Účastnily se jej zakládající akademické týmy, biotechnologické startupy i studenti. Na setkání vystoupili zástupci předních českých institucí, mimo jiné CEITEC MUNI, Univerzity Karlovy, Masarykovy univerzity, ÚOCHB Praha či VUT Brno. Své projekty představily také dva české iGEM týmy a inspirativní podnikatelský pohled přinesl startup Sampling Human, úspěšný SynBio startup s kořeny v historicky prvním českém iGEM týmu z roku 2015.

Czech SynBio Node chce v budoucnosti propojit čtyři klíčové sféry i) akademický výzkum, ii) podnikatelské prostředí, iii) komunitu jednotlivců a iv) mezinárodní partnery. Tím vytváří silnou základnu pro růst syntetické biologie v Česku.

Klíčovým cílem iniciativy je posílení pozice Česka v globálním vývoji syntetické a inženýrské biologie. To zahrnuje aktivní zapojení do mezinárodních sítí, propojování se zahraničními institucemi a budování prostředí, které umožní také export českého know-how. Současně iniciativa podporuje špičkový výzkum, biotechnologické inovace. Důležitou součástí strategie je také vzdělávání a rozvoj talentů. Czech SynBio Node se zaměřuje na moderní výuku a meziuniverzitní spolupráci.

Rok 2024 přinesl vědcům zapojeným do Czech SynBio Node mimořádné úspěchy v podobě zisku prestižních evropských i českých grantů. Klára Hlouchová získala ERC Consolidator Grant na projekt LIFE-19, jehož cílem je vytvořit bakterii využívající k syntéze proteinů pouze 19 aminokyselin. Tomáš Pluskal obdržel ERC grant na projekt TerpenCode propojující strojové učení a biochemii. Vědci z Masarykovy univerzity uspěli v soutěži GAČR, konkrétně Martin Marek s EXPRO grantem pro výzkum bioluminiscenčních enzymů a David Bednář s JUNIOR STAR grantem na vývoj inovativních trombolytických proteinů. JUNIOR STAR grant získal i Jiří Zahradník z Univerzity Karlovy za projekt studující mutace SARS-CoV-2, které mohou přispět nejen k lepšímu pochopení, jak se virus v minulosti vyvíjel, a zároveň přispět k naší připravenosti na případné budoucí biologické hrozby.

V roce 2025 dosáhly české a slovenské studentské týmy historických úspěchů v celosvětové soutěži v syntetické biologii na iGEM Grand Jamboree v Paříži. Soutěž iGEM je stěžejním programem Nadace iGEM, nezávislé neziskové organizace, která podporuje rozvoj syntetické biologie, vzdělávání, otevřené a spolupracující komunity i soutěžní aktivity studentských týmů. Tým iGEM BohemiaBio získal zlatou medaili a nominaci na Best Measurement za svůj originální projekt, v němž modifikoval kvasinky k produkci rostlinných alfa a beta hořkých kyselin.

Tým iGEM Brno zvítězil v kategorii Overgraduate, odvezl si hlavní cenu Grand Prize a řadu dalších ocenění za projekt zaměřený na inženýrství nejrychleji rostoucí rostliny na světě, okřehku. Mezi tato ocenění patřily: Best Agriculture Project, Best Plant Synthetic Biology, Best Presentation Video a také zlatá medaile. Tyto výsledky představují mimořádný úspěch mladých českých a slovenských vědců, kteří se prosadili v silné mezinárodní konkurenci více než 420 týmů, z nichž většina pocházela z Asie. Nechyběly však ani týmy z prestižních západních univerzit z USA a Evropy, včetně MIT, Stanfordovy univerzity, ETH Curych, Univerzity v Cambridge či Univerzity v Heidelbergu.

Czech SynBio Node tak představuje komplexní platformu propojující výzkum, výuku a průmysl s cílem podporovat rozvoj syntetické biologie v České republice. Její aktivity pomáhají tomu, aby se Česko aktivně podílelo na světových biotechnologických inovacích a budovalo silnou komunitu schopnou formovat budoucnost tohoto rychle se rozvíjejícího oboru. Více informací můžete naleznout na: https://czechsynbionode.cz/ .

...moderní biotechnologie se uplatňují i v textilním průmyslu?

Thu, 04 Dec 2025

Zájem o mikrobiální a houbové textilie v posledních letech výrazně roste, zejména díky environmentálním dopadům tradičního textilního a kožedělného průmyslu, které jsou spojeny s vysokými emisemi, znečištěním vody i produkcí mikroplastů. Bakteriální celulóza (BC) patří mezi nejperspektivnější udržitelné alternativy: lze ji levně a rychle získat, je biologicky rozložitelná, nabízí velmi dobré mechanické vlastnosti a může vznikat i z odpadních surovin. Jednou z klíčových výzev při vývoji těchto biomateriálů však zůstává ekologické barvení, protože konvenční průmyslové barvení je chemicky náročné a zatěžuje životní prostředí.

Pro vyřešení tohoto problému upravili vědci bakterii Komagataeibacter rhaeticus tak, aby přímo během růstu produkovala tmavý melaninový pigment – eumelanin. Tento přirozený pigment je stabilní i při vysokých teplotách a dlouhodobě odolný, což z něj činí ideální barvivo integrované do struktury vznikající celulózy. Tímto způsobem vzniká materiál, který se barví sám, bez potřeby jakéhokoli dodatečného chemického barvení.

Tento přístup představuje významný krok směrem k udržitelnější módní budoucnosti a ukazuje, že biotechnologie mohou nabídnout ekologickou alternativu k tradičním materiálům. Studie publikovaná v Nature Biotechnology dokonce prokazuje, že výroba pigmentované celulózy pomocí K. rhaeticus je proveditelná i v dostatečně velkém měřítku pro módní průmysl. Nový typ bakteriální kůže byl již úspěšně využit také při výrobě prototypů obuvi a peněženek.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Geneticky upravená rajčata proti nedostatku vitamínu D

Mon, 01 Dec 2025

Vědci z John Innes Centre a Quadram Institute zahájili průkopnickou klinickou studii ViTaL-D, která testuje geneticky modifikovaná rajčata bohatá na vitamín D. Jedná se o jeden z prvních pokusů svého druhu na světě, jehož cílem je využít biofortifikované potraviny k řešení rostoucího globálního problému nedostatku tohoto klíčového vitamínu.

Vitamín D, přezdívaný sluneční vitamín, je nezbytný pro vstřebávání vápníku a fosforu, zdraví kostí, zubů a imunitního systému. Jeho nedostatek postihuje téměř miliardu lidí celosvětově a je spojován s depresí, demencí i vyšším rizikem rakoviny. Přirozené zdroje jsou přitom omezené – tučné ryby, červené maso a vaječné žloutky – zatímco rostliny vitamín D běžně neobsahují.

To by se však mohlo změnit. Tým profesorky Cathie Martin pomocí přesné úpravy genů nedávno přizpůsobil rajčata tak, aby v plodech akumulovala vysoké hladiny provitamínu D3 – prekurzoru vitamínu D. Vystavení slunečnímu nebo UVB záření pak tento provitamín přeměňuje na vitamín D3, tedy stabilnější formu užitečnou pro člověka. Jedno takové rajče nyní obsahuje tolik vitamínu D jako dvě vejce nebo 28 g tuňáka, přičemž dlouhodobé vystavení UV záření může hladinu vitamínu ještě zvýšit. Genetická úprava přitom nemá žádný vliv na vzhled, růst ani výnos.

Do studie je zapojeno 76 účastníků ve věku nad 18 let s nízkou hladinou vitamínu D, kteří žijí v okolí Norwiche. Po dobu tří týdnů budou denně konzumovat rajčatovou polévku – jednu ze čtyř variant s různým obsahem a formou vitamínu D. Ani účastníci, ani výzkumný tým nebudou až do skončení studie vědět, kterou variantu, kdo dostává. Cílem je zjistit, zda konzumace těchto rajčat vede ke zvýšení hladiny aktivního vitamínu D v krvi.

Výzkumníci zdůrazňují, že strava má obrovský vliv na zdraví a že potraviny jsou formou zdravotní péče. Pokud studie uspěje, mohla by otevřít cestu k zavedení biofortifikovaných rajčat do běžného potravinového řetězce, což by snížilo závislost na doplňcích stravy a přineslo prospěch rizikovým skupinám obyvatel po celém světě.

Zdroje:

Nová položka v NBT knihovně – Brokolice s vyšším obsahem zdraví prospěšného glukorafaninu

Thu, 27 Nov 2025

Brokolice, ekonomicky významná zelenina, obsahuje řadu zdraví prospěšných látek, zejména glukorafanin – typ glukosinolátu, který se v těle přeměňuje na sulforafan. Ten chrání organismus před chronickými chorobami včetně nádorových onemocnění.

Jihokorejští vědci hledali způsob, jak obsah těchto prospěšných látek v brokolici zvýšit. Využili k tomu moderní techniku editace genů CRISPR/Cas9, kterou upravili gen MYB28 zodpovědný za hromadění glukosinolátů. Podařilo se jim vypěstovat rostliny s prokazatelně vyšším obsahem glukorafaninu oproti běžné odrůdě.

Výzkum tak ukázal, že genetická editace je účinnou cestou ke zlepšení nutričních vlastností brokolice. Podobný postup by mohl být v budoucnu využit i u příbuzných druhů brukvovitých zelenin, jako je zelí, kapusta nebo květák.

Více na: Brokolice s vyšším obsahem zdraví prospěšného glukorafaninu

Autorka textu položky v knihovně NBT: Slavomír Rakouský

BIOTRIN vydává nové video: Zlatá rýže

Mon, 24 Nov 2025

Naše nové video vám přiblíží příběh Zlaté rýže, revoluční geneticky modifikované plodiny, která má potenciál zachránit mnoho životů. V čem tkví její hlavní přínosy? Zlatá rýže obsahuje beta-karoten, prekurzor vitamínu A. Kvůli nedostatku tohoto vitamínu podle Světové zdravotnické organizace ročně oslepne až půl milionu dětí, a to zejména v rozvojových zemích – a právě zde může pěstování a konzumace Zlaté rýže zásadně pomoci.

Ve videu se mimo jiné dozvíte, kdy a kým byla tato speciální odrůda rýže vyvinuta a jak může být využita. Zahrnuty jsou ale i výzvy, jimž Zlatá rýže čelí – především to, že její uvedení do praxe je stále kontroverzním tématem, a i přes veškerou snahu odborníků není v drtivé většině světa povolena k pěstování.

Video naleznete zde:

#VIDEO|Ox81Hhp1CtA#

...vědci v dnešní době využívají umělou inteligenci i k návrhu zcela nových molekul na základě již existujících struktur?

Thu, 20 Nov 2025

Globální změna klimatu stále snižuje odolnost plodin i účinnost přírodních nesyntetických pesticidů, což nutí zemědělce ve stále větší míře spoléhat na syntetické pesticidy. Ty však často nejsou šetrné k životnímu prostředí a mohou představovat riziko pro ekosystémy (životní prostředí, živočichy, rostliny) i lidské zdraví. Ačkoli syntetické pesticidy zůstávají klíčovým nástrojem v ochraně proti škůdcům, dosavadní tradiční přístupy strojového učení v zemědělství se zaměřují převážně na predikci toxicity nebo rozpoznávání škůdců. Hlavní problém—tedy vytváření úplně nových molekul a návrh nových pesticidů—však dlouho zůstával nevyřešený.

Pesti-Gen je generativní model využívající umělou inteligenci, který byl navržen jako vůbec první systém schopný vytvářet nové kandidáty na pesticidy s vylepšenými vlastnostmi. Zaměřuje se na úpravu molekul tak, aby měly nižší toxicitu pro hospodářská zvířata a vodní organismy. Tím přispívá k vývoji ekologičtějších řešení, která minimalizují negativní dopady tradičních pesticidů na životní prostředí.

Pesti-Gen využívá dvoustupňový proces učení. Nejprve probíhá fáze „předtrénování“, během které model zachytí obecné chemické principy a vztahy mezi molekulárními strukturami. Poté následuje jemné doladění zaměřené na konkrétní toxikologické údaje. Díky tomu dokáže model současně optimalizovat více typů toxicity a navrhovat látky šetrnější k ekosystému. Pesti-Gen dokáže vytvořit zhruba ze 68 % správně strukturované nové molekuly, což ukazuje, že umí navrhovat reálně použitelné a vylepšené kandidáty na pesticidy. Zároveň může být urychlen vývoj udržitelnějších pesticidů, přestože je stále třeba experimentální ověření a rozšíření dat pro plné nasazení v praxi. Tento pokrok představuje důležitý krok k bezpečnějším a udržitelnějším metodám ochrany rostlin.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Biofortifikované banány: stabilní zdroj vitamínu A i po dlouhé tepelné úpravě

Tue, 18 Nov 2025

Vitamín A je esenciální mikronutrient rozpustný v tucích, nezbytný pro dobrý zrak, funkční imunitní systém, reprodukci i udržování zdravé pokožky. Lidské tělo si jej nedokáže samo vytvářet, a proto jej musí získávat potravou, a to buď jako vitamín A z živočišných zdrojů, nebo ve formě karotenoidů z rostlin. Nedostatečný příjem vede k deficitu vitamínu A (Vitamin A deficiency, VAD), který postihuje více než dvě miliardy lidí po celém světě a u dětí může způsobovat slepotu, oslabení imunity či zpomalený vývoj.

Jednou z dlouhodobě udržitelných strategií ke zmírnění tohoto problému je biofortifikace základních plodin. V Ugandě proto Národní organizace pro zemědělství a výživu (National Agriculture and Food Research Organization, NARO) ve spolupráci s Queensland University of Technology vyvinula geneticky modifikované banány odrůd M9 a Nakitembe se zvýšeným obsahem provitamínu A (pVA). Toho bylo dosaženo vložením genu MtPsy2a z odrůdy banánu Fe’i „Asupina“. Cílem bylo dosáhnout obsahu pVA 20 µg β-karotenových ekvivalentů (β-CE) na gram sušiny, což odpovídá přibližně čtyřnásobku obsahu běžných odrůd a mělo by pokrýt asi polovinu denní potřeby vitamínu A.

Biofortifikace banánů byla zvolena proto, že banány tvoří klíčovou složku ugandské stravy. Nejčastěji se konzumují ve formě pokrmu matooke, připravovaného z nezralých plodů, které se po sklizni oloupou, zabalí do banánových listů a napařují nad otevřeným ohněm. Pokrm se často udržuje teplý po mnoho hodin, což vyvolalo obavy, že by při tak dlouhé tepelné expozici mohlo docházet k degradaci teplotně citlivých karotenoidů.

Studie publikovaná v časopise GM Crops & Food prokázala, že biofortifikované banány podskupiny EAHB (East African Highland Bananas) si udržují významné množství pVA i po tomto dlouhém tradičním vaření. Největší ztráty byly zaznamenány během první hodiny tepelné úpravy, zatímco další prodlužování vaření již nevedlo k významnému poklesu. Hladiny pVA zůstaly nad stanovenou hranicí 20 µg/g sušiny, což potvrzuje vhodnost těchto banánů pro zlepšení výživy v oblastech postižených VAD.

Studie hodnotila retenci pVA u čtyř biofortifikovaných linií banánů, konkrétně dvou hybridů M9 (M9–12083, M9–12141) a dvou linií Nakitembe (NKT-12468, NKT-12431) i jejich planých kontrol. Banány byly tepelně upraveny tradičním způsobem, vzorky se odebíraly po 1, 2, 4, 6 a 8 hodinách vaření. Analýza karotenoidů pomocí HPLC potvrdila přítomnost tří hlavních složek: luteinu, α-karotenu a β-karotenu. Po tepelné úpravě docházelo k postupnému snižování celkového obsahu karotenoidů a současně k izomerizaci trans-β-karotenu na méně bioaktivní cis-formy. Největší ztráty β-CE nastaly během první hodiny, avšak další vaření již jejich koncentraci významně neovlivnilo.

U linie M9–12083 došlo po první hodině k poklesu β-CE o 35 % (z 36 na 24 µg/g sušiny); poté zůstaly hodnoty stabilní a po osmi hodinách stále přesahovaly cílovou hranici (22 µg/g). U planého typu M9-12141 činila ztráta 24 %, přičemž koncentrace klesla z 17 na 13 µg/g sušiny. Linie Nakitembe vykazovaly nejvyšší počáteční hladiny pVA (až 55 µg/g sušiny) a i přes počáteční ztráty přibližně 35 % si udržely hodnoty výrazně nad cílovou hranicí; po osmi hodinách vaření dosáhly 29 µg/g (NKT-12431) a 28 µg/g (NKT-12468). Průměrné koncentrace β-CE během celého testu potvrdily genotypovou závislost: linie M9-12083, NKT-12431 a NKT-12468 stabilně překračovaly cílovou hodnotu, zatímco M9-12141 jí nedosáhla. To zdůrazňuje význam výběru genetických linií s vyšším výchozím obsahem β-CE, které lépe odolávají tepelným ztrátám během tradiční přípravy.

Tato práce, představující první komplexní hodnocení retence pVA u biofortifikovaných EAHB při prodlouženém tradičním vaření, potvrdila jejich vysokou nutriční stabilitu. Navzdory počátečním ztrátám zůstaly koncentrace β-CE u většiny transgenních linií nad stanovenou cílovou hranicí i po osmi hodinách tepelné úpravy. Výsledky dokazují, že biofortifikované banány si uchovávají vysoký obsah pVA i po dlouhodobém zahřívání a představují stabilní, výživově hodnotný zdroj této látky. Díky schopnosti pokrýt více než 50 % doporučené denní dávky vitamínu A nabízejí vědecky ověřené a kulturně vhodné řešení pro zmírnění VAD v oblastech, kde banány tvoří základ stravy. Zjištění mají zásadní význam pro výběr finálních biofortifikovaných linií a podporují jejich rychlejší zavedení s cílem zlepšit zdravotní stav obyvatel ve východní Africe.

Zdroje:

... genová editace může pomoci řešit alergie nejen na potraviny?

Thu, 13 Nov 2025

Genová editace představuje slibný nástroj v boji proti alergiím, jejichž výskyt celosvětově roste. Pouze v USA trpí potravinovou alergií 3-8 % dětí a podobně narůstají i alergie inhalační, například na pyl, roztoče či kočky.

Dosavadní léčba je založena hlavně na vyhýbání se alergenu, resp. vyhýbání se potravinám či zvířatům, nebo na imunoterapii, která nemusí být účinná pro každého a často je dlouhodobá a náročná. Vědci proto hledají nové cesty, jak alergie řešit. Jednou z nich je moderní přístup využívající genomové inženýrství, zejména technologii CRISPR-Cas9, která umožňuje velmi přesné a efektivní zásahy do DNA.

Tento přístup už přináší konkrétní výsledky také v oblasti potravinových alergenů. Významný pokrok byl zaznamenán u arašídů, které mohou způsobovat těžké alergické reakce. Vědci se zde zaměřují na odstranění klíčového alergenu Ara h 2, přičemž první výsledky ukazují možnost tvorby méně alergenních odrůd. Rovněž u sóji, významné potravinářské suroviny, odstranily cílené zásahy CRISPR dva hlavní alergeny, čímž snížily jejich obsah v semenech dalších generací. Významný pokrok nastal také u pšenice: úpravou genů pro glutenové proteiny α-gliadiny se podařilo dosáhnout až 85% snížení schopnosti vyvolat imunitní reakci, a obdobně byly úspěšně cíleny i další alergenní proteiny.

V oblasti živočišných produktů byla pomocí genové editace u krav a koz odstraněna produkce β-laktoglobulinu, hlavního alergenu kravského mléka, díky čemuž vzniklo mléko s výrazně nižší alergenicitou. Dalším příkladem mohou být upravené zárodečné buňky kuřat produkující vajíčka bez hlavních alergenních bílkovin ovalbuminu a ovomukoidu, což otevírá cestu k hypoalergenním vejcím.

Genová editace nachází využití i mimo oblast potravin, například při řešení alergie na kočky, kterou trpí 10-15 % populace. Nadějným přístupem je využití technologie CRISPR k cílenému vypnutí genu pro hlavní kočičí alergen Fel d 1. První výsledky ukazují, že tak mohou vzniknout kočky s minimální produkcí tohoto proteinu, což by přineslo významnou úlevu alergikům.

Celkově technologie CRISPR ukazuje, že je možné cíleně snižovat nebo eliminovat alergenní proteiny u jejich zdroje a nabídnout tak účinnou alternativu k současným způsobům léčby založeným hlavně na vyhýbání se alergenům. Ačkoli před zavedením takových produktů a terapií do praxe stojí ještě otázka etických, bezpečnostních a regulačních výzev, genová editace představuje zásadní krok směrem dopředu, kde mohou alergie významně omezit/ztratit svůj dopad na každodenní život.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Nové číslo bulletinu Svět biotechnologií - Biotechnologie na talíři: Budoucnost našich jídelníčků leží v laboratoři

Mon, 10 Nov 2025

Biotechnologie se po právu dostávají do popředí zájmu odborníků i široké veřejnosti. Nabízejí mimo jiné širokou škálu možností, jak zvýšit kvalitu i udržitelnost zemědělských produktů a potravin, a to s využitím nejmodernějších a bezpečných vědeckých pokroků. Jak konkrétně mohou biotechnologické inovace přispět našemu jídelníčku? Na to se zaměřuje letošní vydání našeho již tradičního bulletinu Svět biotechnologií.

Dozvíte se v něm, proč je vlastně důležité biotechnologické pokroky implementovat do praxe, jakou roli hrají v současném aplikačním výzkumu mikroorganismy, s jakými plodinami s vylepšenými vlastnostmi se můžeme setkat nebo jak je v laboratoři připravováno kultivované maso. Nelze opomenout také to, že Česká republika je na poli potravinářských biotechnologií silným hráčem, a proto se našim tuzemským úspěchům v této oblasti věnujeme v samostatné kapitole.

Toto a mnohem více se dozvíte na stránkách bulletinu, jež je ke stažení níže. Přejeme Vám příjemné čtení, nejlépe s něčím dobrým k zakousnutí.

...první plodinou upravenou pomocí technologie CRISPR, která se dostala na trh, je rajče?

Thu, 06 Nov 2025

Společnost Sanatech Seed sídlící v Tokiu uvedla na japonský trh odrůdu rajčete Sicilian Rouge s výrazně vyšším obsahem kyseliny γ-aminomáselné (GABA). Tato aminokyselina je v Japonsku velmi oblíbená jako doplněk stravy i součást funkčních potravin. Právě proto firma záměrně zaměřila svou inovaci na zvýšení obsahu GABA. Rajče Sicilian Rouge High GABA obsahuje přibližně čtyřikrát až pětkrát více GABA než běžné odrůdy, a jeho uvedení na trh představuje významný milník ve využívání moderního genového inženýrství v potravinářství.

Vývoj tohoto rajčete využil přesné úpravy v metabolické dráze GABA pomocí technologie CRISPR-Cas9. Vědci odstranili část genu regulujícího enzym glutamát dekarboxylasu, čímž byla zvýšena produkce GABA v plodech rajčat. Společnost Sanatech Seed přitom zdůrazňuje, že dosud nejsou potvrzeny žádné přímé léčebné účinky. Pouze poukazuje na obecně známé vlastnosti GABA, jako je možný vliv na krevní tlak a podporu zdraví. Tyto tvrzení však vyvolaly ve vědecké komunitě pochybnosti, protože důkazy o účinnosti perorálního užívání GABA jsou zatím omezené a nejednoznačné.

Navzdory těmto nejasnostem si produkt rychle získal oblibu mezi spotřebiteli. GABA je v Japonsku dlouhodobě populární a příznivé regulační prostředí pro geneticky upravené potraviny — ve srovnání s přísnějšími pravidly pro klasické GMO — umožnilo rychlé uvedení rajčat na trh. Tento přístup výrazně urychlil proces komercializace a otevřel cestu pro další inovace v oblasti potravinářského bioinženýrství.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

https://www.nature.com/articles/d41587-021-00026-2

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Další dopady klimatických změn: z potravin mizí živiny

Mon, 03 Nov 2025

Klimatické změny nepocítíme pouze extrémními výkyvy počasí či ztrátou biodiverzity. Vědci z Univerzity Johna Moora v Liverpoolu (UK) upozorňují na méně viditelnou, avšak zásadní změnu – pokles kvality potravin. Zvyšující se teploty a koncentrace oxidu uhličitého (CO₂) v atmosféře mění způsob, jakým rostliny rostou a hospodaří s živinami, což vede ke snižování obsahu bílkovin, minerálních látek a antioxidantů.

Výzkumný tým simuloval budoucí klimatické podmínky predikované pro Velkou Británii. Více než na výnos se zaměřil na nutriční kvalitu listové zeleniny, konkrétně kapusty, rokety a špenátu. Po sklizni vědci určovali množství cukrů, proteinů, fenolických látek, flavonoidů, vitaminů a antioxidantů pomocí různých metod, jako jsou vysokoúčinná kapalinová chromatografie a rentgenová fluorescenční analýza.

Rostliny reagují na změny v prostředí komplexními procesy, při nichž dochází ke změnám ve fotosyntéze, hospodaření s vodou i ukládání živin. Předběžné výsledky ukazují, že vyšší úroveň CO₂ má za následek zvýšený obsah cukrů v rostlině, což může vést k riziku obezity a diabetu 2. typu. Naopak množství proteinů, minerálních látek a antioxidantů klesá, čímž může být negativně ovlivněn imunitní systém. Tento efekt se u rostlin dále zesiluje se zvyšující se teplotou. Autoři studie však zdůrazňují, že každý druh reaguje na změny jinak, a tak je obtížné tyto výsledky zobecňovat.

Výzkum byl zaměřen na podnebí v Británii, kde zvýšení teplot a CO₂ za kontrolovaných podmínek podpořilo růst rostlin. V jižních oblastech subtropického a tropického pásu však může být další zvyšování teplot pro rostliny fatální. V reálných podmínkách navíc rostliny čelí dalším stresovým faktorům – suchu, znečištění, půdní degradaci či působení pesticidů. Tyto poznatky tak znovu apelují na nutnost hledat inovativní řešení v zemědělství, pokud chceme i v podmínkách měnícího se klimatu zajistit kvalitu potravin a udržet zdraví rostoucí světové populace.

Zdroje:

Society for Experimental Biology. "Bigger crops, fewer nutrients: The hidden cost of climate change." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 July 2025. www.sciencedaily.com/releases/2025/07/250709091658.htm
Ekele, J.U., Webster, R., Perez de Heredia, F. et al. Current impacts of elevated CO2 on crop nutritional quality: a review using wheat as a case study. Stress Biology 5, 34 (2025). https://doi.org/10.1007/s44154-025-00217-w

Nová položka v NBT knihovně – Rajče s delší trvanlivostí a vyšší kvalitou plodů

Thu, 30 Oct 2025

Rajče je klíčovou plodovou zeleninou a důležitým zdrojem vitamínů. Jednou z hlavních výzev rajčatového průmyslu jsou posklizňové ztráty způsobené měknutím plodů, mikrobiálním znehodnocením či mechanickým poškozením. Tradiční šlechtění se proto snaží tento problém řešit, ale často na úkor senzorických vlastností.

Technologie CRISPR nyní umožnila vyřadit geny zodpovědné za rozklad pektinu během zrání. Takto upravené plody jsou pevnější a trvanlivější, a přitom si zachovávají původní chuť, barvu i aroma. Vykazují také vyšší odolnost vůči mechanickému poškození a nižší ztrátu vody. Poznatky z výzkumu tak nabízejí šlechtitelům možnost zvýšit odolnost plodů bez kompromisů v kvalitě.

Více na: Rajče s delší trvanlivostí a vyšší kvalitou plodů

Autorka textu položky v knihovně NBT: Eliška Čermáková

Bakterie místo květin: nový způsob výroby látky, která chrání náš zrak

Mon, 27 Oct 2025

Vědci z Korejského institutu pro pokročilé vědy a technologie (KAIST) dosáhli významného průlomu v oblasti biotechnologií. Poprvé se jim podařilo vyrobit lutein – důležitý antioxidant chránící zrak – pomocí geneticky upravených mikroorganismů, a to v množství, které je vhodné pro průmyslovou výrobu.

Lutein je přírodní barvivo ze skupiny karotenoidů, které se běžně nachází ve žloutcích, ovoci a zelenině. Pomáhá chránit oční sítnici před poškozením světlem a stárnutím, a tím snižuje riziko vzniku makulární degenerace a šedého zákalu. V současnosti se lutein získává hlavně z květů afrikánů (Tagetes), jejichž pěstování a zpracování je však časově i finančně náročné a má nízkou výtěžnost.

Tým vedený profesorem Sang Yup Leem proto vsadil na jiný přístup, a to na výrobu luteinu pomocí mikroorganismů. Jako „miniaturní továrnu“ využil bakterii Corynebacterium glutamicum, která je považována za bezpečnou pro potravinářství a farmacii. Vědci upravili bakterie tak, aby dokázaly efektivně přeměňovat glukózu na lutein.

Zásadním krokem bylo eliminovat tvorbu nechtěných meziproduktů v procesu tvorby luteinu a vytvoření systému pro efektivní přenos elektronů mezi enzymy. Díky tomu se podařilo dosáhnout rekordní produkce 1,78 gramu luteinu na litr kultivačního média – nejvíce, co kdy bylo u jakéhokoli mikroorganismu dosaženo.

Tento úspěch otevírá cestu k levnější a udržitelnější výrobě luteinu bez nutnosti pěstování rostlin. Podle autorů studie, publikované v prestižním časopise Nature Synthesis, by stejný přístup mohl v budoucnu sloužit i k výrobě dalších přírodních látek využívaných v potravinách, lécích nebo kosmetice.

Zdroje:

...budoucnost bezkofeinové kávy nemusí být jen o chemickém odstraňování kofeinu?

Thu, 23 Oct 2025

Bezkofeinová káva se dnes vyrábí odstraňováním kofeinu ze zelených kávových zrn pomocí rozpouštědel nebo vody. Tento postup je nákladný, časově náročný a navíc ochuzuje kávu o část vůní a chutí.

Proto se vědci začali zabývat možností pěstovat kávovníky, které by kofein přirozeně vůbec neprodukovaly. Nadějnou možností je genová editace pomocí CRISPR/Cas9. Tento nástroj dokáže cíleně zasáhnout geny, zejména ty pro enzymy XMT a DXMT zodpovědných za tvorbu kofeinu. Bez jejich činnosti se kofein nevytvoří a rostlina místo něj hromadí příbuzné látky, například theobromin – ten dodává kávě hořkost podobně jako kofein, ale bez stimulačního účinku. Výsledkem by tak mohla být káva, která chutná jako klasická arabica, ale postrádá povzbudivý efekt kofeinu.

Další možností je křížení kávovníku arabica s jinými divokými druhy, které přirozeně obsahují málo kofeinu, například s druhem Coffea charrieriana. Tento postup však komplikuje rozdílný počet chromozomů – arabica je tetraploidní, zatímco většina planých druhů, včetně C. charrieriana, je diploidní. Přesto objev mutantních linií arabiky s výrazně sníženým obsahem kofeinu ukazuje, že šlechtění přímo směrem k nízkokofeinové či bezkofeinové kávě je reálně dosažitelné.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Prvenství v Evropské unii: Olomoučtí vědci testují geneticky editovaný ječmen přímo na poli

Mon, 20 Oct 2025

Vědci z Olomouce dosáhli významného milníku v evropském zemědělském výzkumu, když zahájili čtyřletý polní pokus s jarním ječmenem, jehož vlastnosti byly cíleně upraveny pomocí moderní metody editace genomu CRISPR/Cas9. Mimo EU proběhly polní testy CRISPR ječmene už dříve (Švýcarsko 2024) a ve Velké Británii šly do polních pokusů podobné CRISPR plodiny (např. pšenice). Tento experiment, jako vůbec první v Evropské unii prováděný v reálných polních podmínkách, má za cíl otestovat chování a potenciál nově připravené linie ječmene.

Na vývoji a testování nové linie jarního ječmene pracovali odborníci z Laboratoře růstových regulátorů (LRR), společného pracoviště Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého (UP) a Ústavu experimentální botaniky AV ČR. Konkrétně se na projektu podílela výzkumná skupina Transformace rostlin; editovaná linie byla vyvinuta ve spolupráci s prof. Peterem Heddenem z Rothamsted Research institutu v Anglii.

Pro úpravu genetické informace ječmene byla použita metoda CRISPR/Cas9, často nazývaná jako „genetické nůžky“. Tato technologie, patřící do kategorie tzv. nových genomických technik (NGT), umožňuje na přesně určeném místě drobně upravovat či vypínat rostlině vlastní geny (pro přesnost – metoda umí také cíleně vkládat celé nové genetické sekvence, včetně cizorodých). Vědci ale zdůrazňují, že upravená rostlina TL-GP-PIL1 se od původní odrůdy Golden Promise liší pouze jedinou změnou v genu PIL1 a neobsahuje cizorodou DNA. Stabilita mutovaného genu HvPIL1 byla opakovaně, ve dvou generacích, ověřena molekulárními metodami.

Hlavním cílem olomouckých vědců bylo vyvinout rostlinu s kratším stéblem. Konkrétně byla cíleně změněna funkce genu PIL1 (HvPIL1), který se podílí na regulaci růstu v reakci na světelné podmínky. Krátké stéblo u ječmene snižuje riziko polehání větrem a deštěm, což má pozitivní vliv na výnos i kvalitu zrna a usnadňuje sklizeň. Může se snížit nutnost používat během vegetace morforegulátory, což by zmírnilo zátěž pro životní prostředí.

V současném právním rámci EU se s těmito NGT liniemi nakládá prakticky jako s geneticky modifikovanými organismy (GMO), a proto bylo k polnímu pokusu potřeba povolení Ministerstva životního prostředí. První funkční vzorek byl před výsevem na poli pěstován ve skleníku pro GMO v režimu tzv. uzavřeného nakládání. Povolení Ministerstva životního prostředí pro polní pokus nabylo právní moci 28. 3. 2025 a pokus je povolen na roky 2025–2028 na pozemcích UP v Olomouci-Holici.

Během tohoto čtyřletého pokusu budou odborníci sledovat fenologické fáze, výnosové parametry a kvalitu zrna. Součástí je i křížení editované linie se stávajícími elitními českými odrůdami jarního ječmene. Pokus navazuje na předchozí práce olomouckého týmu a fakultních partnerů v oblasti zlepšování užitných vlastností ječmene. První sklizeň z pokusného políčka proběhla v srpnu 2025, ale detailní data z prvního roku pěstování zatím (k 15. 10. 2025) nejsou veřejně publikována v tiskových či vědeckých výstupech.

Editace genomu patří mezi NGT a může významně urychlit šlechtění tím, že neupravuje nutně plodiny přidáním cizích genů, ale přesně mění (aktivuje/deaktivuje) existující geny rostlin. Prof. Jaroslav Doležel, vědecký ředitel Centra regionu Haná, zdůrazňuje potřebu využití všech dostupných možností pro adaptaci plodin na nové podmínky a snížení vstupů.

Navazuje na to i aktuální směr v EU: Evropská komise navrhla nový právní rámec, v němž by část rostlin získaných pomocí NGT byla posuzována mimo režim GMO, což by zjednodušilo jejich schvalování i používání. Komise přitom uvádí i potenciál těchto odrůd snižovat potřebu pesticidů díky vyšší odolnosti rostlin proti chorobám a případně i škůdcům. Současný pokus olomouckých vědců demonstruje praktický potenciál těchto nových šlechtitelských technik v praxi.

Zdroje:

...již existují společnosti, které aktivně využívají umělou inteligenci (AI) k vývoji nových plodin?

Thu, 16 Oct 2025

Kombinaci prediktivního designu založeného na AI s genovou editací pomocí nástroje CRISPR-Cas9 využívá například australská firma Inari. Tento přístup jí umožňuje vyhodnotit obrovské množství možných genových úprav a vybrané změny následně realizovat na více genech současně. Výsledkem je možnost cíleně zlepšovat vlastnosti plodin jako je zvýšení výnosu nebo snížení nároků na vodu a hnojiva.

Inari dále uzavřela partnerství se společnostmi SEEDesign™ a InterGrain, s cílem výrazně zvýšit výnosový potenciál pšenice a posílit její odolnost vůči proměnlivým klimatickým podmínkám. Austrálie je jedním z největších světových vývozců pšenice, a proto InterGrain pracuje také na zajištění regulačních procesů, které by umožnily geneticky editované plodiny exportovat. Očekává se, že první produkty by mohly přijít na trh kolem roku 2028 a podle odhadů by mohly přinést alespoň 10% zlepšení výnosů. Genová editace je navíc až 10-15x rychlejší než tradiční šlechtění rostlin.

Na rozdíl od klasických GMO, které se obvykle zaměřují jen na jednotlivé nutriční vlastnosti nebo odolnost vůči chorobám, umožňuje kombinace AI a genové editace pracovat s mnohem širším spektrem znaků. I proto je tento přístup považován za bezpečnější a bližší tradičnímu šlechtění než klasické geneticky modifikované organismy.

Společnost Inari takto využívá AI nejen při vývoji pšenice, ale i ve spolupráci se semenářskými firmami při vývoji geneticky editované sóji s vysokým výnosem, která by se měla dostat na trh v USA.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Zrychlení RuBisCO, jednoho z nejpomalejších enzymů v přírodě

Mon, 13 Oct 2025

Vědci z MIT pomocí techniky kontinuální řízené evoluce na bakteriální platformě úspěšně identifikovali takové mutace, které by mohly zvýšit katalytickou účinnost enzymu RuBisCO až o 25 procent. Implementací této technologie by mohl být v některých plodinách upraven enzym RuBisCO, či jiné limitující kroky biochemických drah, což by potenciálně mohlo vést k drastickému zvýšení produktivity plodin.

Enzym RuBisCO (ribulosa-1,5-bisfosfát-karboxylasa/oxygenasa) není pravděpodobně něčím, s čím by se většina z nás v literatuře potkávala dennodenně. A přeci, pro život na zemi v té podobě, jak jej známe, bychom jen stěží hledali důležitější enzym. RuBisCO katalyzuje první fixaci anorganického uhlíku při fotosyntéze, při kterém je atmosférický oxid uhličitý asimilován, přeměňován a inkorporován do organických molekul, které jsou pro veškerý život na Zemi nepostradatelné. Ačkoli RuBisCO bývá označováno za nejhojněji se vyskytující enzym na zemi, jsou jím katalyzované reakce pomalé a relativně neefektivní. Tento enzym může kromě CO₂ reagovat také s O₂. Pokud však dojde k okysličení, musí být enzym regenerován pomocí pro buňku energeticky náročných fotorespiračních procesů.

Zlepšení katalytické účinnosti RuBisCO a jeho rozlišování mezi CO₂ a O₂ je proto hlavním cílem rostlinných biologů a proteinových inženýrů, kteří se snaží zvýšit produktivitu fotosyntézy. Dosavadní výzkum se zaměřoval především na zlepšování stability a rozpustnosti RuBisCO, což mělo za následek pouze malé zvýšení jeho účinnosti. Většina těchto studií využívala techniku, při které dochází k náhodné mutaci přirozeně se vyskytujícího proteinu in vitro (mimo buňku) a následnému screeningu (pomocí PCR apod.) za účelem objevu nových, žádoucích vlastností. Tato metoda obvykle zavádí pouze jednu nebo dvě mutace do cílového genu. V minulých studiích s enzymem RuBisCO byla tato knihovna mutací poté zavedena do bakterií, které rostly rychlostí úměrnou jeho aktivitě.

Výzkumníci z MIT však tuto technologii zdokonalili a značně zrychlili tím, že přesunuli řízenou evoluci do živých bakteriálních buněk. Jejich kontinuální in vivo platforma MutaT7 zavádí mutace s vysokou frekvencí přímo do hostitelského organismu a spojuje tyto mutace s výběrem v průběhu mnoha generací, což umožňuje experimentu odebírat mnohem více variant sekvencí než konvenční PCR a manuální screening. Vzhledem k tomu, že mutageneze a screening probíhají společně v buněčném prostředí, tato metoda také identifikuje varianty, které se skládají, sestavují a fungují za realistických intracelulárních podmínek, nikoli pouze v purifikovaných testech.

Tým z MIT začal experimentovat s RuBisCO z bakterií čeledi Gallionellaceae, tedy mikroorganismů přizpůsobených nikám chudým na kyslík, jejichž RuBisCO je již relativně rychlý. Tento bakteriální RuBisCO exprimovali v E. coli a udržovali kultury v atmosférickém kyslíku, aby vytvořili selekční tlak upřednostňující varianty, které fungují dobře i přes O₂. Po šesti kolech in vivo evoluce vědci získali tři varianty RuBisCO s aminokyselinovými substitucemi v blízkosti aktivního místa enzymu; tyto substituce zřejmě posouvají kinetickou rovnováhu reakce směrem od okysličení, tedy snižují tendenci enzymu reagovat s kyslíkem a posouvají jej směrem k produktivní karboxylaci.

U mnoha plodin se odhaduje, že fotorespirace odvádí řádově třicet procent světelné energie zachycené listem do regenerace a opravy, takže jakákoli výrazná změna ve vnitřní preferenci RuBisCO vůči CO₂ by se za správných podmínek mohla promítnout do měřitelných zisků v biomase nebo výnosu.

Celá technologie je zatím spíše průkaz konceptu, převedení laboratorních výsledků z bakteriálních testovacích prostředí do plodin připravených pro pole není triviální. Chloroplasty rostlin jsou od bakteriálního modelu velmi odlišné a procesy, jako je skládání proteinů, zde probíhají mnohem komplexněji. V důsledku toho musí být prospěšné mutace aktivního místa objevené v bakteriích dále spojeny se strategiemi, které zajistí správnou expresi, skládání a regulaci uvnitř chloroplastů rostlin, aby upravený enzym zůstal výhodný. K potvrzení výhod v oblasti výnosů a odhalení případných kompromisů mezi odrůdami bude potřeba provést ještě mnoho polních pokusů.

Zdroje:

https://news.mit.edu/2025/mit-chemists-boost-efficiency-key-enzyme-photosynthesis-0707
https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=21416
Biochemie, chemický pohled na biologický svět; prof. RNDr. Milan Kodíček, CSc. prof. RNDr. Olga Valentová, CSc. prof. Dr. Ing. Radovan Hynek (2018); ISBN 978-80-7592-124-6

…se již podařilo vyvinout geneticky editovaná probiotika?

Thu, 09 Oct 2025

Probiotika jsou živé mikroorganismy, které v určitém množství při konzumaci prospívají zdraví. Nejčastěji se jedná o bakterie mléčného kvašení, které lidstvo využívá už tisíce let při výrobě jogurtů, sýrů nebo kvašené zeleniny. Jejich genetická editace má za cíl zlepšit jejich funkční vlastnosti (např. odolnost vůči žaludeční kyselině, schopnost kolonizovat střeva nebo specifické metabolické funkce), lépe porozumět mechanismům jejich účinků a vytvářet bezpečné kmeny využitelné v potravinářství, medicíně i prevenci nemocí.

Jak konkrétně mohou takové úpravy vypadat, ukázali vědci z univerzity v Kóbe, kterým se podařilo upravit DNA bakterií rodu Lactobacillus, aniž by použili cizí genetický materiál. Japonští vědci totiž vyvinuli metodu Target-AID, která umožňuje jemné a přesné zásahy do genomu. Na rozdíl od známější technologie CRISPR-Cas9, jež vytváří zlomy DNA a může vést k buněčné smrti, umožňuje Target-AID provádět přesné bodové mutace bez narušení DNA řetězce. Tato metoda byla úspěšně otestována u dvou odlišných druhů Lactobacillus, kde opravila cílové oblasti v genomu s účinností téměř 100 %. Výsledkem je kmen, který produkuje méně než desetinu látky spojované se zhoršováním cukrovky 2. typu – což představuje významný krok k bezpečnějším potravinám i cílené prevenci civilizačních onemocnění. A protože při editaci nebyla vložena DNA jiných organismů, takto vzniklé bakterie se podle legislativy nemusí klasifikovat jako GMO. To výrazně usnadňuje jejich uvedení na trh, ať už jako inovovaná probiotika, nebo jako nové terapeutické prostředky.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Organoidy – nový rozměr biomedicínského výzkumu

Mon, 06 Oct 2025

Moderní biomedicínský výzkum dlouhodobě využívá experimenty in vitro na buněčných kulturách, které přinášejí řadu zásadních poznatků o fungování lidského organismu. Tradičně byly za tímto účelem používány 2D modely tvořené monovrstvou buněk. Tato uspořádání však postrádají komplexnost skutečných orgánů, a proto nemohou být plnohodnotným modelem ve všech aspektech studia přirozené funkce jednotlivých orgánů a interakcí s jejich okolím. S cílem překonat tyto limitace se vědci zaměřili na vývoj pokročilejších modelů, pomocí kterých by bylo možné lépe vystihnout složitosti lidského organismu. Tak vznikly organoidy, které zásadním způsobem posunuly hranice možností biomedicínského výzkumu in vitro.

Organoidy jsou složité trojrozměrné struktury vytvořené v laboratorních podmínkách z orgánově specifických buněk, které se samostatně organizují do útvarů, které svou komplexitou napodobují skutečné orgány. Z toho důvodu jsou někdy také označovány jako mini-orgány. S ohledem na zamýšlený účel použití mohou být odvozeny od a) embryonálních kmenových buněk (ESCs), b) indukovaných pluripotentních kmenových buněk (iPSCs) nebo c) neonatálních či dospělých kmenových buněk (ASCs). Ve všech případech tyto struktury rekapitulují buněčnou heterogenitu, architekturu a funkci primárních tkání.

Ačkoli první výzkumy týkající se organoidů se datují již do minulého století, zásadní pro rozvoj této techniky byl rok 2009, kdy byly poprvé vytvořeny organoidy ze střevní tkáně. Od té doby jsou techniky přípravy organoidů neustále zdokonalovány a v současné době byly úspěšně připraveny organoidy odvozené z široké škály lidských tkání, včetně mozku, vaječníků, prostaty, ledvin, plic, jater, slinivky břišní, tlustého střeva, sítnice či žlučníku. Tím bylo umožněno detailní studium přirozených procesů probíhajících v těchto orgánech či tkáních.

Z medicínského i vědeckého hlediska je klíčová skutečnost, že organoidy lze připravit nejen z buněk zdravých tkání, ale také z buněk patologicky pozměněných, například nádorových. Díky tomu je možné tyto 3D modely využít ke studiu celé řady onemocnění, kromě nádorových i například neurodegenerativních či autoimunitních. Stejně jako se rozšiřuje spektrum tkání, z nichž lze organoidy odvozovat, rozšiřuje se i okruh onemocnění, která na nich mohou být studována. Zároveň je však stále nutné mít na paměti, že i organoidy jsou pouze zjednodušené modely, které mají své limitace. Mezi ty můžeme počítat pouze omezený růst způsobený absencí krevního zásobování nebo skutečnost, že nejsou součástí přirozeného prostředí lidského organismu a nejsou tedy ovlivňovány okolními buňkami a dalšími strukturami.

Přes všechna omezení přinesla možnost práce s 3D modely lidských orgánů, byť v miniaturizované podobě, další rozměr do biomedicínského výzkumu. Kromě výše zmiňovaného studia přirozených i patologických procesů odehrávajících se v lidském organismu mohou být organoidy využity i k vývoji nových léčiv, neboť představují vhodné modely pro testování jak účinnosti těchto léčiv, tak jejich nežádoucí toxicity. Uplatnění nacházejí také při studiu interakcí mezi lidskými tkáněmi a patogenními mikroorganismy. V neposlední řadě existuje možnost jejich využití v rámci regenerativní medicíny jako náhrady poškozených či nefunkčních orgánů. V takovém případě by představovaly alternativu k současné sice rutinně používané, avšak přesto z mnoha důvodů komplikované allogenní transplantaci.

Navzdory výraznému pokroku v technologii organoidů je zřejmé, že k plnému využití jejich potenciálu povede ještě dlouhá a náročná cesta. Vývoj a následné využití těchto modelů je finančně náročné a zároveň stále chybí jednotné a klinicky ověřené protokoly, které by umožnily jejich širší využití v medicínské praxi. Kromě technických překážek je třeba uvažovat též legislativní a etický rozměr jejich využití. Plná integrace organoidů do klinického prostředí tak bude vyžadovat úzkou spolupráci vědců, lékařů, regulačních orgánů i širší odborné veřejnosti.

Zdroje:

Corrò C, Novellasdemunt L, Li VSW. A brief history of organoids. Am J Physiol Cell Physiol. 2020 Jul 1;319(1):C151-C165. doi: 10.1152/ajpcell.00120.2020. Epub 2020 May 27. PMID: 32459504; PMCID: PMC7468890.
https://www.sigmaaldrich.com/CZ/cs/technical-documents/technical-article/cell-culture-and-cell-culture-analysis/3d-cell-culture/organoid-culture-faqs, staženo 17.9.2025

...v roce 2022 povolila americká FDA prodej prvního hovězího skotu s upraveným genomem?

Thu, 02 Oct 2025

Tuto genetickou úpravu provedla společnost Recombinetics prostřednictvím své dceřinné firmy Acceligen pomocí technologie CRISPR-Cas9, kdy byl gen vložen do embryí skotu. Skot tak získává velmi krátkou, hladkou srst, což podle vědeckých poznatků zlepšuje jejich odolnost a toleranci vůči teplu. Vlastnost je navíc dědičná a může se tak přenášet na další generace. Stejného znaku lze ale dosáhnout i klasickým šlechtěním – právě tato skutečnost byla klíčová při hodnocení rizik.

Bezpečnost a dopady této úpravy posuzoval americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA), který v USA hodnotí geneticky upravená zvířata v rámci procesu pro schvalování tzv. nových veterinárních léčiv (NADA). FDA ale nemusí vždy využít celý tento postup schvalování – pokud je prokázáno, že úprava nepředstavuje významné riziko pro zdraví lidí, zvířat ani životní prostředí, může úřad rozhodnout o tzv. nízkém riziku. A přesně tak tomu bylo v případě PRLR-SLICK skotu. Podle hodnocení Centra veterinární medicíny (CVM) se geneticky upravená zvířata dokonce zásadně neliší od těch, která mají stejnou vlastnost získanou konvenčním chovem.

Současně nebyla zjištěna žádná významná environmentální rizika, například nekontrolované šíření v přírodě. Genetická změna ani její projevy ve zvířeti nebyly vyhodnoceny jako nebezpečné a nepředpokládají se ani rozdíly v kvalitě či bezpečnosti masa ve srovnání s běžným hovězím. PRLR-SLICK skot byl proto označen jako geneticky upravený živočich s nízkým rizikem.

Rozhodnutí FDA je považováno za zásadní milník, který může otevřít cestu dalším zvířatům s genetickými úpravami hodnocenými jako nízkorizikové. Firma Acceligen plánuje uvést maso z tohoto geneticky upraveného skotu na trh v blízké budoucnosti, k realizaci ale zatím nedošlo. Celý krok ukazuje, že biotechnologie začínají hrát stále významnější roli nejen v rostlinné, ale i v živočišné produkci potravin.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Nové genomické techniky v ekologické produkci

Mon, 29 Sep 2025

V současné době platné předpisy EU pro ekologickou produkci (Nařízení EU 2018/848) vylučují použití moderních biotechnologií, včetně geneticky modifikovaných organismů (GMO) a organismů vzniklých pomocí tzv. nových genomických technik (NGT), které jsou podle stávajících pravidel stále klasifikovány jako GMO. Skupina zejména německých a nizozemských vědců v článku publikovaném v časopise Cell Reports Sustainability apelovala na to, aby bylo možné organismy vzniklé pomocí některých NGT používat i v ekologickém zemědělství.

Zasazení do kontextu
Šlechtění rostlin je prastará činnost. Od konce 70. let umožnily biotechnologie posunout klasické hybridizační postupy (křížení organismů s požadovanými vlastnostmi a jejich systematický výběr) k metodám, které umí cíleně vnášet do nových organismů požadované genetické změny. Mezi hlavní způsoby využívané k zásahu do genetické informace, patří mutageneze, transgenoze, cisgeneze a intrageneze (bližší informace o těchto přístupech naleznete zde).

Proč se tedy používá genové inženýrství, když se rostliny mohou křížit?
Protože přirozené křížení může být nevýhodné kvůli tzv. vazbě genů. Křížením se totiž nepřenáší pouze jeden gen, ale celá skupina, která může obsahovat geny pro nežádoucí vlastnosti. Příklad - divoké brambory z Peru a Mexika obsahují geny, které je chrání před plísní bramborovou (Phytophthora infestans). Zároveň jsou však nositeli mnoha nevhodných vlastností, které se šlechtitelé snažili potlačit. Přenos genu křížením by znamenal, že by se přenesly i nežádoucí vlastnosti a následně by bylo potřeba mnoho let pracného šlechtění k jejich odstranění. Techniky genového inženýrství, jako je cisgeneze, umožňují přenést pouze a přesně ten jeden požadovaný gen bez nežádoucích vlastností.

Pod pojmem nové genomické techniky (NGT) se rozumí moderní šlechtitelské techniky, které mění genetický materiál rostlin, zvířat nebo mikroorganismů, nejčastěji založenými na systému CRISPR-Cas. Lze sem zařadit cílenou mutagenezi, cisgenezi a intragenezi, ale nejenom tyto metody. Evropská komise v roce 2023 navrhla nová pravidla, která rozlišují NGT rostliny do dvou kategorií – NGT1 a NGT2.

Evropská komise navrhuje vyjmutí NGT1 rostlin (tj. s max. 20 genetickými úpravami, které by mohly vzniknout i přirozeným křížením nebo konvenčním šlechtěním) z přísné regulace pro GMO. Cílem je zjednodušit a urychlit jejich schvalování, protože se považují za srovnatelné s rostlinami získanými tradičním šlechtěním. To ale neplatí pro ekologické zemědělství.

Navzdory tomu, že Evropská komise i Evropský parlament zatím zakazují NGT rostliny v ekologické produkci, vědecká komunita prosazuje jejich povolení, neboť jsou klíčové pro dosažení politického cíle 25 % ekologické zemědělské půdy v EU do roku 2030. Vědci argumentují, že nízké výnosy v ekologickém zemědělství (výnosy jsou o 15 % až 20 % nižší ve srovnání s konvenční produkcí) představují zátěž pro udržitelnou produkci potravin, a bez NGT je dosažení cílů udržitelnosti EU nepravděpodobné.

Návrhy vědců pro integraci NGT do ekologického zemědělství
Aby bylo možné překlenout rozdílné názory v rámci hnutí ekologické produkce, kde někteří argumentují, že NGT jsou v rozporu se systémovým přístupem, který je vlastní ekologickému zemědělství, a jiní vidí v NGT potenciál pro zvýšení odolnosti agroekosystémů, navrhují vědci tato řešení:

povolení NGTs v ekologickém zemědělství - zrušit současný zákaz NGT v EU pravidlech pro ekologickou produkci a umožnit jejich využití v ekologickém zemědělství paralelně s jejich akceptací v konvenčním zemědělství
vytvoření dvou typů ekologické produkce - „organické + NGT“ a „organické bez NGT“ s regulací na úrovni EU. Tím by se uznaly rozdílné spotřebitelské preference a zároveň by se umožnilo využití NGTs.
participativní správu –zapojení veřejnosti do rozhodování. Místo aby úředníci nebo politici rozhodovali sami, zapojí se do procesu i občané, farmáři a další dotčené skupiny. O řešení by mohly spolurozhodovat občanské poroty (vybraná skupina občanů dostane informace a diskutuje o problému), potravinové rady (místní orgány složené z různých aktérů - farmářů, spotřebitelů, vědců). Zřídit se mohou demonstrační farmy - místa, kde by se „organické + NGT“ organismy prakticky testovaly a ukazovaly nové přístupy. Místní iniciativy by mohly pomoci vyvinout řešení přizpůsobená regionálním podmínkám.

Zůstává však problém identifikace a sledovatelnosti produkce „organické bez NGT“. Pokud NGT organismy nejsou spolehlivě analyticky identifikovatelné (což je klíčový požadavek pro právní předpisy), bylo by nutné spoléhat na zvýšenou sledovatelnost v těsně kontrolovaných dodavatelských řetězcích, což by mohlo vést k problémům s důvěryhodností.

Vědci apelují na evropské zákonodárce, aby posoudili vědecky podložené argumenty a přijali efektivní regulaci, která by umožnila integraci NGT do ekologické produkce. Liberalizace NGT v ekologickém zemědělství by mohla dokonce usnadnit jejich integraci i do konvenčního zemědělství, jelikož by se snížily náklady na označování a požadavky na koexistenci pro všechny.

Zdroje:

Nová položka v NBT knihovně – Pšenice s lepšími vlastnostmi a nižším obsahem alergenů

Thu, 25 Sep 2025

Pšenice je nejrozšířenější plodinou na světě a zajišťuje přibližně pětinu kalorií a bílkovin v lidské výživě. Zrna pšenice se běžně zpracovávají na mouku, jejíž kvalitu určuje především obsah lepku (glutenu). Ten se skládá mimo jiné z gliadinů, které sice přispívají k jedinečným vlastnostem těsta, ale zároveň obsahují alergenní epitopy vyvolávající celiakii. Vědci proto hledají způsoby, jak zlepšit kvalitu pšenice a zároveň snížit její zdravotní rizika.

Technologie CRISPR/Cas přinesla zásadní průlom: vědci identifikovali dva geny zodpovědné za většinu produkce γ-gliadinů. Jejich cíleným vyřazením se podařilo dosáhnout dvojího efektu – zlepšení vlastností lepku a současného snížení množství epitopů spojených s celiakií. Významný posun přineslo také objevení elitních variant γ-gliadinového genu ve šlechtitelských kolekcích. Tyto varianty zvyšují kvalitu zrna a díky nově vyvinutému molekulárnímu markeru je již lze snadno vyhledávat.

Nové poznatky tak poskytují cenné nástroje pro klasické i biotechnologické šlechtění pšenice směřující k vyšší kvalitě a nižšímu alergennímu potenciálu.

Více na: Pšenice s lepšími vlastnostmi a nižším obsahem alergenů

Autor textu položky v knihovně NBT: Slavomír Rakouský

Nový nástroj zpřesňuje předpověď rizik při úpravách DNA pomocí CRISPR

Mon, 22 Sep 2025

Technologie CRISPR-Cas9 umožňuje vědcům cíleně upravovat geny a přináší obrovský potenciál pro medicínu i zemědělství, s čímž však jde ruku v ruce i snaha o co nejvyšší přesnost. Rizika plynou zejména z takzvaných „off-target“ efektů, tedy nechtěných zásahů do jiných míst v DNA, které mohou způsobit nežádoucí mutace a jejichž předvídání je složité, protože závisí nejen na navržené vodicí RNA, ale také na jedinečném genetickém profilu konkrétního jedince.

Většina současných nástrojů vychází z jednoho „referenčního“ genomu, a tak přehlíží drobné rozdíly mezi jednotlivci, jako jsou bodové mutace či malé vložky a delece. Tým vedený profesorem Jeongbinem Parkem z Pusanské národní univerzity v Jižní Koreji proto vyvinul nový systém Variant-aware Cas-OFFinder, který s těmito variacemi počítá.

Tento webový, volně dostupný a uživatelsky přívětivý nástroj dokáže analyzovat genomy na úrovni jednotlivých alel a tím zpřesňuje odhady možných nechtěných zásahů. Výzkumníci ho otestovali jak na lidském genomu, tak na odrůdách papriky. V lidských datech systém odhalil riziková místa, která v běžném referenčním genomu chyběla, a u papriky dokázal určit specifické rozdíly využitelné například při šlechtění.

Variant-aware Cas-OFFinder zahrnuje stovky organismů, desítky různých CRISPR systémů a nabízí možnost podrobné, tzv. haplotypové analýzy. I když je o něco pomalejší než starší programy, přináší přesnější výsledky. Zdrojový kód i příklady použití jsou volně k dispozici na GitHubu a Zenodu.

Podle profesora Parka je cílem, aby „nástroje pro úpravu genomu byly stejně individuální jako genomy, na které cílí“. Tento přístup představuje krok k bezpečnějším a účinnějším genovým terapiím i k novým možnostem v zemědělství.

Zdroje:

...vodní meloun, ovoce neodmyslitelně spojené s létem, se už také stal předmětem genetických úprav?

Thu, 18 Sep 2025

Podle studie Evropské akademie pro alergie je meloun druhou nejčastější potravinou, která u Španělů vyvolává alergické reakce. Vědci z Polytechnické univerzity v Madridu proto vyvinuli meloun s upraveným proteinem profilinem, jenž stimuluje imunitní systém k nealergické reakci. Tento přístup by do budoucna mohl nahradit klasickou imunoterapii bez jejích vedlejších účinků a najít uplatnění i při léčbě například pylových alergií.

Jiným příkladem úprav melounu jsou bezsemenné melouny. Nejde však o genetickou modifikaci, ale o výsledek tradičního křížení diploidních a tetraploidních rostlin. Vznikají tak triploidní melouny, které sice plodí sladké plody, ale nejsou schopny vytvářet životaschopná semena. Díky absenci tvrdých jader se snadno krájí a konzumují, což z nich činí jednu z nejoblíbenějších variant. Podobně vznikají i mini melouny či barevné odrůdy lišící se velikostí, chutí nebo obsahem přírodních pigmentů, například lykopenu – všechny však stále spadají do kategorie tradičně vyšlechtěných plodů.

Kromě šlechtění se u melounů využívají i speciální pěstitelské techniky. V Japonsku se například pěstují v průhledných formách, díky čemuž získávají tvary kostek, pyramid nebo i srdcí. Zároveň se tam rozvinulo i umění zvané melon carving, kdy se do kůry vyřezávají složité vzory a plody se mění v jedlá umělecká díla. Ať už jde o bezsemenné, barevné či netradičně tvarované melouny, všechny spojuje jedno – jsou výsledkem šlechtitelských inovací i pěstitelské kreativity.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Geneticky modifikované potraviny: Proč je mladá generace přijímá snadněji?

Mon, 15 Sep 2025

Geneticky modifikované potraviny (GMF z angl. Genetically Modified Food) jsou často vnímány kontroverzně – někteří je považují za cestu k lepším výnosům a zdravějším potravinám, jiní mají obavy z možných rizik. Nový výzkum se zaměřil na to, jak různé faktory ovlivňují, zda je lidé chtějí konzumovat, a to se zaměřením na generaci Z (narození 1997–2012) a generaci Y (narození 1981–1996).

Vědci ze tří španělských univerzit (Universitat Rovira i Virgili, Complutense University de Madrid, Rey Juan Carlos University) zkoumali, proč někteří lidé přijímají GMF ochotněji než jiní. Do výzkumu se zapojilo 470 respondentů.

Ukázalo se, že hlavní roli hrají tři faktory: 1) užitečnost – lidé GMF přijímají, když jim připadají prospěšné, 2) vliv okolí – důležité je, co si o GMF myslí rodina, přátelé či komunita a 3) riziko – pokud lidé vnímají GMF jako nebezpečné, jejich ochota ke konzumaci klesá.

Zajímavé je, že mladší generace Z je ke GMF otevřenější než starší spotřebitelé. To znamená, že osvěta může pomoci lidem překonat obavy a stejně jako v případě zavedení jakýchkoliv jiných inovací potvrzuje, že přijetí GMF širokou veřejností vede přes srozumitelnou komunikaci a transparentnost.

Zdroje:

...i Švýcarsko letos na jaře učinilo významný krok k modernějšímu přístupu šlechtění rostlin a představilo návrh nového zákona o NBT?

Thu, 11 Sep 2025

V dubnu letošního roku zahájila švýcarská vláda veřejnou konzultaci k návrhu zákona o šlechtitelských technologiích (Breeding Technologies Act, BTA). Nový zákon navrhuje regulovat rostliny vyvinuté pomocí nových šlechtitelských technologií, jako je CRISPR/Cas, které umožňují cílené genetické modifikace bez zavádění cizí DNA.

Podle stávající legislativy jsou tyto rostliny posuzovány stejně jako klasicky geneticky modifikované organismy a podléhají přísným pravidlům, včetně zákazu pěstování. Nový návrh znamená změnu v regulačním prostředí země a zavádí systém povolování založený na rizicích, který odráží potenciál NBT a potřebu vhodných ochranných opatření.

Návrh BTA navrhuje zjednodušený regulační rámec pro rostliny vyvinuté pomocí NBT v zemědělství, lesnictví a zahradnictví, který zahrnuje tři fáze:

kontrolované zacházení v uzavřeném systému pro počáteční výzkum a posouzení rizik (vyžadující oznámení nebo povolení na základě rizika)
povolené pokusy s uvolněním v kontrolovaném venkovním prostředí (pouze pokud nelze potřebná data získat v interiéru)
povolení k uvedení na trh pro komercializaci (vyžadující důkaz o přínosech a srovnávací data).

Návrh BTA také ukládá povinnost jasného označení rostlin NBT jako „z nových šlechtitelských technologií“ nebo „z nových genomických procesů“ při uvedení na trh. Návrh byl v konzultaci do 8. července 2025 a bude muset projít úplným legislativním procesem.

Zákon má zjednodušit nakládání s těmito rostlinami, zvýšit flexibilitu jak výzkumným pracovníkům, tak producentům, a posílit pozici Švýcarska jako centra pro inovace a moderní šlechtění.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

GM kvasinky jako nástroj pro efektivnější čištění odpadních vod

Mon, 08 Sep 2025

Vědci z USA představili nový způsob, jak propojit čištění odpadních vod s výrobou cenných materiálů. Geneticky upravili kvasinky tak, aby byly schopné z moči získávat minerály a přeměňovat je na hydroxyapatit – minerál složený z vápníku a fosforu. Ten hraje klíčovou roli při tvorbě kostí a zubů a zároveň se široce využívá v medicíně, například pro kostní a dentální implantáty.

Na výzkumu spolupracovaly Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), University of California v Irvine a University of Illinois Urbana-Champaign (UIUC). Vědci vycházeli z kmene Saccharomyces boulardii, tedy z blízce příbuzného kmene dobře známému druhu Saccharomyces cerevisiae, používaného při pečení chleba nebo vaření piva. Nově vytvořený kmen byl označen jako „osteokvasinka“, protože svým chováním připomíná lidské osteoblasty – buňky syntetizující kostní tkáň. Oproti nim se však osteokvasinky mnohem snadněji kultivují mimo tělo, což výrazně zlevňuje výrobu hydroxyapatitu.

Aby měla technologie větší společenský přínos, rozhodl se tým využít jako zdroj minerálů lidskou moč, resp. odpadní vody. Tento přístup navazuje na trend označovaný jako „pee-cycling“, tedy recyklaci lidské moči, která se používá např. jako hnojivo bohaté na živiny pro pěstování plodin. Hlavní výhodou této technologie je, že se jednak odstraní z odpadních vod přebytečný fosfor, vápník a amoniak, které by jinak zatěžovaly životní prostředí, ale zároveň se získají suroviny, jejichž průmyslová výroba je energeticky náročná (výroba dusíkatých hnojiv dnes spotřebuje přibližně 1 % světové energie). Experimenty dokonce ukázaly, že z 1 kilogramu moči lze takto vyrobit přibližně 1 gram hydroxyapatitu.

Patentovaná osteokvasinka je nyní připravena k licencování pro komerční využití. Do budoucna vědci chtějí rozšířit její schopnosti tak, aby kromě hydroxyapatitu dokázala zachycovat i konkrétní prvky a vytvářet tak další materiály. Tato cesta otevírá možnosti udržitelnějšího hospodaření se zdroji a rozvoje nových biotechnologií k životnímu prostředí.

Zdroje:

...už během roku 2025 by se na trhu mohly objevit první geneticky modifikované jahody?

Thu, 04 Sep 2025

Trh s jahodami je ideálním místem pro inovace. Každoročně se vyhodí přibližně 35 % čerstvých jahod, nejčastěji kvůli krátké skladovatelnosti nebo nevhodnému uchovávání. Očekává se proto, že právě využití nových šlechtitelských metod výrazně omezí tento odpad, zamezí velkým ztrátám a nabídne spotřebitelům kvalitnější ovoce.

Na vývoji geneticky modifikovaných jahod pracuje americká společnost JR Simplot ve spolupráci s biotechnologickou firmou Plant Sciences Inc. (PSI) v rámci projektu. Tato strategická aliance spojuje technologické know-how Simplotu s odbornými znalostmi a zárodečnou plazmou jahod, kterou disponuje PSI. Společnost Simplot své první kroky v této oblasti oznámila už v roce 2021 a v roce 2024 avizovala, že v Kanadě plánuje uvést první GM jahody na trh už v roce 2025. Dosud však k dispozici žádné informace o skutečném uvedení na trh nejsou.

Obě společnosti očekávají, že nové odrůdy přinesou výhody jak pěstitelům, tak spotřebitelům. Měly by zajistit vyšší výnosy, menší potřebu pesticidů, vody a pracovní síly a zároveň nabídnout delší trvanlivost a lepší kvalitu plodů. Simplot má navíc zkušenosti s komercializací jiných geneticky upravených plodin, například brambor Innate®, takže nejde o jeho první projekt tohoto typu. Partnerství s PSI má podle obou firem představovat zásadní průlom v pěstování jahod a otevřít cestu k novým odrůdám, které budou oceňovat pěstitelé i spotřebitelé.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Nový Zéland otevírá cestu nové vakcíně proti choleře

Mon, 01 Sep 2025

Úřad pro ochranu životního prostředí (EPA) schválil dovoz a uvedení na trh vakcíny VAXCHORA, vakcíny proti choleře vyvinuté společností Biocelect Pty Ltd, na Novém Zélandu s využitím genetické modifikace (GM) bakterií Vibrio cholerae.

Cholera je závažné infekční onemocnění vyvolané bakteriemi V. cholerae, které se šíří kontaminovanou vodou či potravinami a způsobuje těžký průjem a dehydrataci. Ačkoli se cholera na Novém Zélandu prakticky nevyskytuje – zaznamenávány jsou pouze ojedinělé případy, obvykle u cestovatelů z Asie – schválení má za cíl chránit občany, zejména cestovatele, vojenský personál a pracovníky záchranných služeb, před touto nemocí při cestách do zahraničí.

VAXCHORA je jednodávková perorální vakcína, která poskytuje ochranu do deseti dnů. Obsahuje živé atenuované bakterie cholery, konkrétně kmen CVD 103-HgR, jež byl vytvořen z klasického kmene (Inaba 569B séroskupiny O1) odstraněním genu ctxA, což brání syntéze aktivního cholery toxinu (CT). Kmen si však zachovává schopnost vyvolat protilátkovou odpověď rozpoznávající nativní cholera toxin.

Vakcína byla schválena již v několika zemích, mimo jiné v Austrálii, Spojených státech a Evropské unii. Podle společnosti Biocelect Pty Ltd byla potřeba nové vakcíny aktuální – v uplynulém roce se totiž lékaři potýkali s jejím nedostatkem, což mohlo vést k tomu, že cestovatelé nebyli proti této nemoci dostatečně chráněni.

Generální ředitel pro nebezpečné látky a nové organismy, Dr. Chris Hill, zdůraznil, že rozšíření přístupu k vakcínám je důležité pro všechny, kdo cestují do regionů s vyšším výskytem cholery. „Při posuzování této žádosti jsme vyhodnotili dostupné vědecké údaje a důkazy, abychom zajistili ochranu zdraví lidí i našeho jedinečného životního prostředí,“ uvedl. Zároveň dodal, že schválení nepředstavuje žádné riziko pro veřejnost ani pro životní prostředí. EPA už dříve povolila i jiné GM vakcíny.

Protože je VAXCHORA na Novém Zélandu nový přípravek, bude zatím dostupná pouze na lékařský předpis. Povolení od EPA se týkalo její GM povahy a proběhlo ve zrychleném řízení, které trvalo deset pracovních dnů. O schválení samotného léčiva bude ještě rozhodovat národní léková agentura Medsafe.

Zdroje:

Nová položka v NBT knihovně – Buvolí mléko bez alergenu β-laktoglobulinu

Thu, 28 Aug 2025

Alergie na mléko trápí mnoho lidí kvůli bílkovinám, zejména β-laktoglobulinu (BLG). Vědci proto zkoumají možnosti genové editace pomocí technologie CRISPR/Cas, která dokáže přímo odstranit geny zodpovědné za tvorbu těchto alergenů. Zatímco u krav a koz již byly tyto metody testovány, u buvolů dosud ne, přestože buvolí mléko představuje zhruba 16 % světové produkce mléka.

Výzkum nyní ukázal, že technologie CRISPR/Cas dokáže úspěšně upravit BLG gen v buvolích buňkách. Z těchto upravených buněk se podařilo vytvořit zdravá embrya ve stádiu blastocysty, která se vyvíjela stejně dobře jako neupravená buvolí embrya. Tento úspěch tak otevírá cestu k chovu buvolů produkujících mléko bez alergenu BLG. Zatím však nebylo odchováno žádné živé tele, proto budou zapotřebí další experimenty k ověření této metody v praxi.

Více na: Buvolí mléko bez alergenu β-laktoglobulinu

Autorka textu položky v knihovně NBT: Eliška Čermáková

Geneticky upravené bakterie přeměňují plastový odpad na vanilkové aroma

Mon, 25 Aug 2025

Vědci z Edinburské univerzity vyvinuli nový přístup k boji proti znečištění plasty tím, že přeměňují plastový odpad na vanilin, hlavní složku odpovědnou za chuť a aroma vanilky. Tento objev, publikovaný v časopise Green Chemistry, představuje první příklad využití biologického systému k upcyklaci (přeměna na nové materiály či produkty lepší kvality) plastového odpadu.

Tento výzkum nabízí nové řešení dlouhotrvající globální krize plastového odpadu a naléhavé potřeby vyvinout efektivnější metody recyklace polyethylentereftalátu (PET) – pevného, lehkého plastu získávaného z neobnovitelných surovin, jako je ropa a plyn, který se široce používá k balení potravin a nápojů. Každý rok se vyprodukuje přibližně 50 milionů tun PET odpadu, což má vážné ekonomické a environmentální dopady. Recyklace PET je sice možná, ale stávající procesy vytvářejí produkty, které mají nižší hodnotu a nadále přispívají k celosvětovému znečištění plasty.

Právě proto se výzkumný tým rozhodl hledat alternativní řešení prostřednictvím syntetické biologie. Vědci geneticky modifikovali běžnou laboratorní bakterii Escherichia coli tak, aby přeměňovala kyselinu tereftalovou, chemickou látku získanou rozkladem PET, na vanilin prostřednictvím řady chemických reakcí. Proces byl demonstrován přidáním modifikované E. coli do rozložené plastové láhve a následnou přeměnou na vanilin.

Volba vanilinu jako cílového produktu není náhodná. Tato aromatická sloučenina je široce používána v potravinářském a kosmetickém průmyslu, stejně jako ve složení herbicidů, odpěňovacích prostředků a čisticích produktů. Globální poptávka po vanilinu rychle roste – v roce 2018 přesáhla 37 000 tun a podle prognóz do roku 2025 překročí 59 000 tun s předpokládaným obratem 734 milionů dolarů. Rostoucí poptávka po vanilinu činí z tohoto objevu nejen ekonomicky atraktivní řešení, ale i dokonalou ilustraci principů cirkulární ekonomiky, která si klade za cíl eliminovat odpad, udržet produkty a materiály v používání a mít pozitivní dopad na syntetickou biologii.

Přestože jsou výsledky slibné, vědci upozorňují, že cesta k praktické aplikaci bude ještě vyžadovat další výzkum. Ačkoli vyrobený vanilin je vhodný pro lidskou spotřebu, jsou nutné další experimentální testy k optimalizaci výroby vanilinu na úroveň relevantní pro průmyslové využití.

Zdroje:

...společnost Moolec Science je první firmou v oblasti molekulárního zemědělství, která získala schválení k pěstování hned několika geneticky modifikovaných plodin?

Thu, 21 Aug 2025

Společnost Moolec Science, hlavní průkopník molekulárního zemědělství, přináší zcela nový a inovativní přístup ke šlechtění plodin. Jejím cílem je vývoj a výzkum geneticky modifikovaných plodin, které jsou schopny produkovat živočišné proteiny přímo v rostlinách, což představuje zásadní krok směrem k udržitelnějším potravinovým systémům.

Jedním z těchto produktů je GLASO; olej získaný ze semen geneticky modifikované světlice barvířské, obohacený o GLA – omega-6 mastnou kyselinu s přínosy pro lidské zdraví. V současné době již probíhá výroba geneticky modifikované světlice barvířské, přičemž sklizeno by mělo být dle předpokladů 300-400 tun jejích semen. Zahájení prodeje produktu GLASO by pak mělo začít ještě v roce 2025.

Další novinkou je Piggy Sooy – sója upravená tak, aby docházelo k produkci vepřového proteinu. Tento inovativní způsob umožňuje produkci živočišného proteinu v rostlinné podobě, přičemž komerční spuštění je plánováno na rok 2027.

Třetím geneticky modifikovaným produktem je hrách PEEA1, který produkuje bovinní myoglobin – protein, jenž nejen zvyšuje obsah železa, ale zároveň přispívá k barvě a chuti masa. Schválení proběhlo na podzim 2024 a nyní se produkt připravuje na polní testy a komercializaci, přičemž na trh by měl vstoupit v roce 2028.

Celkově může přístup společnosti Moolec Science představovat zásadní změnu v produkci alternativních bílkovin – nejen z hlediska efektivity a udržitelnosti, ale i nutriční hodnoty. Technologie molekulárního zemědělství tak může pomoci překlenout výživové rozdíly mezi rostlinnou a živočišnou stravou a nabídnout konzumentům nové možnosti v oblasti zdravějších a ekologičtějších potravin.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

iGEM – světová soutěž v syntetické biologii a naše české úspěchy

Mon, 18 Aug 2025

iGEM (angl. International Genetically Engineered Machine) je celosvětová komunita lidí se společným zájmem o syntetickou biologii. Tedy obor, v němž vědci a studenti navrhují, modelují a „staví“ nové biologické systémy podobně, jako inženýři konstruují stroje. Organizace podporuje vzdělávání a pořádá mezinárodní soutěže, v nichž týmy z celého světa proměňují své nápady v reálná řešení.

Soutěž iGEM je dnes největším mezinárodním kláním v oblasti syntetické biologie a propojuje studenty, vědce i nadšence napříč kontinenty. Vznikla před více než dvaceti lety, konkrétně v roce 2003 na Massachusettském technologickém institutu (MIT), původně jako letní kurz, ve kterém studenti navrhovali jednoduché genetické systémy. Dnes je z ní globální platforma s více než 300 týmy ročně, které si samy vybírají témata a na projektech pracují celý rok.

Účastníci využívají standardizované úseky DNA nazývané BioBrick. Ty lze kombinovat podobně jako LEGO kostky a vytvářet tak nové biologické systémy. Týmy mohou využít stávající BioBricks nebo navrhovat vlastní moduly, které se ukládají do veřejného katalogu standardních biologických částí. Projekty pokrývají široké spektrum témat, od vývoje biosenzorů pro detekci toxinů a patogenů, přes konstrukci mikroorganismů schopných rozkládat plasty, až po inovace v medicíně a produkci bioaktivních látek. Hodnotí se nejen vědecká kvalita a originalita, ale i bezpečnost, etické aspekty a schopnost srozumitelně komunikovat výsledky veřejnosti.

Vyvrcholením soutěžního roku je iGEM Grand Jamboree, což je několikadenní mezinárodní kongres, kde týmy prezentují projekty formou posterů, přednášek a demonstračních ukázek a soutěží o medaile i speciální ceny, například Best Environment Project či Best Education & Public Engagement.

Česká republika se poprvé zapojila v roce 2015, kdy tým ze Západočeské univerzity v Plzni a Univerzity Karlovy získal zlatou medaili za systém detekce migrace nádorových buněk. Diagnostika mobility nádoru je složitá kvůli nízkému výskytu cirkulujících nádorových buněk (CTC) a komplexnosti jejich povrchových markerů. Projekt usiloval o zjednodušení diagnostiky pomocí IOD proužku, tj. diagnostického nástroje založeného na modifikovaných kvasinkách, které rozpoznávají antigeny a prostřednictvím mezibuněčné komunikace vytvářejí logickou síť schopnou identifikovat jedinou nádorovou buňku s požadovaným profilem markerů mezi miliony ostatních. Afirmativní lokalizace CTC spouští globální reakci, projevující se viditelným shlukováním, což může významně zkrátit dobu potřebnou pro stanovení diagnózy.

Výrazného úspěchu dosáhla také Generace Mendel z Brna, složená ze studentů Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity, Fakulty informačních technologií VUT a Univerzity Komenského. S projekty CYANOTRAP (2020) a PHOSCAGE (2021) pro odstraňování sinic a fosfátů z vody získala zlaté medaile a umístila se v Top 5 kategorie Environment. CYANOTRAP je mobilní zařízení využívající geneticky modifikované bakterie Bacillus subtilis, které pomocí funkčních celulosomů lyzují sinice a detoxikují jejich toxiny. PHOSCAGE využívá geneticky upravené bakterie Bacillus subtilis k sekvestraci fosfátů z vody, které akumulují ve formě polyfosfátů uvnitř bakteriálních mikrokompartmentů (BMC). Enzym polyfosfátkinasa, uzavřený uvnitř těchto BMC, přeměňuje fosfátové ionty na polyfosfáty, čímž brání jejich remetabolizaci a zvyšuje skladovací kapacitu bakterií.

V roce 2025 pracuje tým iGEM Brno, vedený Pavlem Dvořákem z Masarykovy univerzity, na projektu využívajícím vodní rostlinu okřehek k fixaci dusíku z močůvky. Okřehek (angl. duckweed) je drobná, rychle rostoucí kvetoucí vodní rostlina, která dobře snáší vysoké koncentrace dusíku a fosforu. Cílem výzkumu je pěstovat upravený okřehek přímo v močůvce, čímž se dusík udrží v oběhu, omezí se jeho únik do prostředí a současně vznikne krmná biomasa pro zvířata. Tým se snaží geneticky modifikovat okřehek pomocí transpozonů, tedy DNA sekvencí schopných měnit svou pozici v genomu, a tento přístup vychází z nejnovějších vědeckých poznatků.

Do soutěže v roce 2025 vstupuje také pražský tým BohemiaBio, složený ze studentů a vědců z Univerzity Karlovy, Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR (ÚOCHB) a Vysoké školy chemicko-technologické v Praze (VŠCHT). Pod vedením Kláry Hlouchové, Tomáše Pluskala a Kamily Zdeňkové studenti vyvíjí geneticky upravené mikroorganismy schopné produkovat klíčové aromatické a hořké látky používané při výrobě piva jako ekologickou alternativu k tradičnímu chmelu. Tento biotechnologický přístup umožňuje produkci látek ve fermentačních nádobách za kontrolovaných podmínek, což by mohlo výrazně snížit spotřebu zemědělské půdy a vody a zároveň zajistit stabilitu a konzistenci chuti piva.

Finále letošního ročníku se uskuteční v říjnu 2025 v Paříži za účasti dvou týmů z České republiky. Držíme jim palce.

Řešené projekty propojují nejmodernější metody syntetické biologie s principy udržitelnosti, přičemž se klade důraz na bezpečnost, etiku a otevřenou komunikaci s odbornou i laickou veřejností. iGEM tak není jen soutěží, ale také inkubátorem inovací, řada projektů se proměňuje ve start-upy, patenty nebo vědecké publikace.

Zdroje:

…vědci dnes již dokáží propojit umělou inteligenci (AI) s nervovou soustavou živého organismu?

Thu, 14 Aug 2025

Vědcům z Harvardské univerzity se podařilo propojit umělou inteligenci (AI) přímo s nervovou soustavou červa Caenorhabditis elegans a naučili ji řídit jeho pohyb směrem k potravě – k bakteriím E. coli. Využili k tomu techniku tzv. hlubokého posilovaného učení (deep reinforcement learning), při níž se AI učí ze zpětné vazby z prostředí – provádí akce, sleduje výsledky a upravuje své chování tak, aby dosáhla cíle.

Červi byli geneticky upraveni pomocí optogenetiky – metody, která umožňuje ovládat aktivitu neuronů pomocí světla. Díky tomu se AI mohla učit řídit jejich pohyb – světlem aktivovala konkrétní neurony a sledovala, co se stane. Vědci systém otestovali na šesti genetických liniích s různou citlivostí na světlo. Nejprve během pěti hodin náhodně blikali světlem, čímž získali tréninková data pro neuronovou síť.

Výsledky byly překvapivé. U pěti ze šesti linií, včetně té, kde na světlo reagovaly všechny neurony, se AI naučila nasměrovat červa k potravě rychleji než náhodné blikání nebo červ bez řízení. Navíc mezi AI a červem probíhala určitá forma spolupráce: pokud AI navrhla přímou cestu k potravě, ale v cestě byly překážky, červ je sám aktivně obešel.

Systém tak nejen zlepšil navigaci červů, ale poskytl i nové poznatky o tom, jaké konkrétní neurony se podílejí na řízení pohybu. Zároveň ukázal, že AI může sloužit nejen jako nástroj pro ovládání živých organismů, ale i jako užitečný partner pro výzkum mozku. Vědci věří, že podobný přístup by mohl v budoucnu pomoci i lidem – například při léčbě Parkinsonovy choroby pomocí inteligentně řízené mozkové stimulace přizpůsobené na míru každému pacientovi. Studie tak naznačuje, že umělá a biologická inteligence mohou spolupracovat – AI zde funguje jako doplněk, ne jako nadřízený systém, a společně s nervovou soustavou zvířete hledá nejlepší cestu k cíli.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Nový mechanismus umlčování genů bez zásahu do DNA

Mon, 11 Aug 2025

Litevští vědci z Life Sciences Centre (LSC) na Vilniuské univerzitě přišli s převratným objevem: našli způsob, jak buňky dokáží umlčet konkrétní geny bez potřeby zásahu do DNA. Výzkum byl publikován v prestižním časopisu Nature Communications.

Na rozdíl od běžně využívaného systému CRISPR-Cas9, který funguje jako molekulární „nůžky“ a DNA doslova stříhá, tento nově popsaný systém zvaný CRISPR typu IV-A působí mnohem jemněji. Místo přestřihnutí DNA využívá speciální komplex řízený RNA, který najde cílový gen a „umlčí“ ho pomocí enzymu DinG, ten se podél DNA posouvá a tlumí její aktivitu.

Klíčovou roli hrají i dvě bílkoviny, Cas8 a Cas5, které rozpoznají krátkou sekvenci vedle cílového úseku DNA. Po jejím nalezení začne komplex rozevírat DNA a hledat přesný bod pro zásah.

Dalším důležitým prvkem jsou takzvané R-smyčky – otevřené struktury DNA, do nichž se naváže RNA a tím systému signalizuje, že našel správné místo pro „umlčení“ genu. Bez těchto smyček by systém nevěděl, kdy má začít působit.

„To, že náš systém dokáže projít DNA a zasáhnout cílové geny bez nutnosti je řezat, je opravdu fascinující. Otevírá to nové možnosti pro budoucí využití v genetice a biotechnologiích,“ říká profesor Pausch, jenž studii vedl. Jejich objev nabízí možnost bezpečnější genetické manipulace, protože nedochází k přerušení DNA, což snižuje riziko nechtěných mutací. Může tak přispět k vývoji nových léčebných metod nebo preciznějších nástrojů pro genetický výzkum.

Obr.: Konečný model mechanismu typu IV-A: Krok 1 ukazuje tvorbu „efektorového“ komplexu, který se skládá z vodicí RNA a proteinů typu IV-A. Komplex RNA a proteinu se váže na krátký motiv vedle cílového místa DNA (PAM). V kroku 2 se vytvoří smyčka R, která signalizuje nalezení cílového místa. Krok 3 ukazuje vazbu DinG (růžová struktura připomínající bublinu). V kroku 4 se DinG pohybuje podél DNA, aby umlčel gen, a případně opakuje proces pro další umlčení (krok 5).

Zdroje:

...biologická léčiva mohou být vyráběna pomocí transgenních zvířat?

Thu, 07 Aug 2025

K produkci rekombinantních proteinů, které jsou následně využívány jako účinné látky v preparátech biologické léčby, se používá celá řada různých produkčních organismů:

Mezi prokaryotní systémy patří především bakterie E. coli.
V oblasti eukaryotních systémů se využívají kvasinky, hmyzí buňky nebo několik typů tkáňových buněčných linií.

Méně známá je však skutečnost, že některá biologická léčiva se dnes vyrábějí přímo v tělech transgenních zvířat. Prvním schváleným přípravkem tohoto typu byl ATryn, určený k léčbě dědičné antitrombinové deficience. Rekombinantní antitrombin, tedy přirozený inhibitor krevní srážlivosti, je v tomto případě produkován do mléka transgenních koz.

V dalších letech přistoupily světové organizace ke schválení i dalších přípravků. Patří mezi ně například:

Kanuma obsahující rekombinantní lysosomální kyselou lipasu produkovanou do vaječného bílku kura domácího využívaná k léčbě vzácného lysosomálního onemocnění, při kterém se v těle hromadí tuky.
Ruconest obsahující analog lidského inhibitoru C1 produkovaný s využitím transgenních králíků a určený k potlačení akutních záchvatů při hereditárním angioedému.
Sevenfact obsahující rekombinantní koagulační faktor VIIa, pro jehož výrobu jsou taktéž využíváni transgenní králíci a jehož indikací je léčba krvácivých epizod během hemofilie A a B.

V budoucnu lze očekávat schválení i dalších přípravků, při jejichž výrobě bude využito transgenních zvířat, a to i přes všechny komplikace, které tuto techniku produkce rekombinantních proteinů provázejí. Za všechny jmenujme:

Zajištění stálosti složení matrice, ze které je protein izolován (mléka, krve apod.)
Riziko přítomnosti živočišných patogenů
Technická náročnost genetické modifikace příslušných zvířat
Nežádoucí vliv cizorodého proteinu na producenta.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Eva Benešová, editorka textu: Tereza Branyšová

Nová naděje v boji s chronickými infekcemi: jak se bakterie brání léčbě antibiotiky?

Mon, 04 Aug 2025

Většina bakterií, které způsobují různá onemocnění, je známa tím, že se umí rychle množit a během několika minut zdvojnásobit svou populaci. Některé ale zvládají i přepnout do tzv. klidového (dormantního) stavu, kdy přestanou růst a jsou téměř neaktivní. V tomto stavu je léčba onemocnění, která způsobují, téměř nemožná pomocí antibiotik – a právě to z nich dělá nebezpečné původce dlouhodobých infekcí například v plicích, různých ranách nebo na katetrech.

Vědci nyní zjistili, že důležitou roli v tomto „přepnutí do klidu“ hrají dlouhé molekuly fosfátu zvané polyfosfáty (polyP). Molekuly polyP bakterie vytváří, když nemají dostatek živin nebo dusíku, a pomáhají jim tak zpomalit vnitřní pohyby a aktivitu v buňce, čímž přecházejí do klidového režimu.

Tým vědců z John Hopkins University v Baltimoru zkoumal bakterii Pseudomonas aeruginosa, která je častou příčinou těžko léčitelných nemocničních infekcí. Bylo zjištěno, že když bakterii P. aeruginosa geneticky upravili tak, aby jí znemožnili vytvářet polyP, bakterie zůstaly aktivní i bez živin – nezpomalily růst a pokračovaly v dělení. To naznačuje, že bez polyP se bakterie nedokáží dostat do klidového stavu. Existuje zatím stále mnoho otázek a vědci v současnosti plánují další experimenty, aby lépe prozkoumali a zjistili, proč buňky bez polyP nemohou zpomalit své vnitřní pohyby a zda by blokování produkce polyP bakteriemi mohlo být účinnou taktikou při léčbě některých infekcí.

Přesto je už nyní tento objev důležitý, protože pokud by se podařilo bakterie záměrně udržet v aktivním stavu, mohly by být zranitelnější vůči běžným antibiotikům. Do budoucna by to mohl být nový způsob, jak účinněji léčit chronické infekce, na které dnes často antibiotika nestačí.

Zdroj:

Nová položka v NBT knihovně – Rýže jako nový zdroj sacharózy

Thu, 31 Jul 2025

Cukr je nezbytným zdrojem energie a běžně se získává z cukrové třtiny a řepy, jejichž pěstování je však klimaticky omezené. Alternativou by mohla být geneticky upravená rýže, jejíž semena by místo škrobu obsahovala vysoký podíl sacharózy.

Mezinárodní výzkumný tým pomocí technologie CRISPR/Cas9 vyřadil u rýže geny OsGCS1 a OsGCS1-like nezbytné pro oplodnění. Výsledkem je tzv. „cukrová rýže“ s falešnými semeny bohatými na cukr, která obsahují až 20 % cukru, z toho až 98 % tvoří sacharóza. Díky tomu mají rosolovitou konzistenci a výjimečnou sladkost.

Výzkum nabízí nejen nový pohled na vývoj rostlinných vajíček, ale i potenciál pro rozšíření produkce cukru do nových oblastí a efektivnější výrobu bioetanolu.

Více na: Rýže jako nový zdroj sacharózy

Vědci vyšlechtili pšenici, která neškodí celiakům

Mon, 28 Jul 2025

Tým z Kalifornské univerzity UC Davis úspěšně odstranil skupinu genů, jež jsou v pšenici odpovědné za produkci glutenových bílkovin vyvolávajících imunitní reakce – a to bez negativního dopadu na kvalitu této celosvětově důležité obilniny pro výrobu chleba. Výsledky studie, publikované v časopise Theoretical and Applied Genetics, představují významný pokrok ve výzkumu celiakie.

Pšenice je klíčovým globálním zdrojem sacharidů a bílkovin. Významnou skupinu jejích proteinů tvoří glutenové bílkoviny, které dodávají chlebu a těstovinám jejich charakteristickou strukturu. Tyto bílkoviny však mohou u některých jedinců spouštět autoimunitní reakce, zejména celiakii, jejíž výskyt ve světě stále narůstá. S cílem omezit tento problém se výzkumný tým zaměřil na snížení alergenního potenciálu pšenice odstraněním specifických glutenových složek, které vyvolávají nejsilnější imunitní odpověď. Tento zásah může pomoci nejen lidem s celiakií, ale potenciálně i těm, kteří k onemocnění zatím nevykazují příznaky.

Gluten se skládá ze dvou tříd proteinů – gluteninů a gliadinů. Jejich úplné odstranění by však vedlo ke snížení kvality těsta. Vědci proto zvolili cílený přístup: pomocí gama záření odstranili pouze geny pro alfa-gliadiny, které jsou nejčastější příčinou negativních reakcí u osob s celiakií. Studie poté prokázala, že nově vyšlechtěné odrůdy si zachovávají – někdy dokonce i zlepšují - pekařskou kvalitu.

Z těchto upravených odrůd byla získána semena, jejichž kvalita byla testována v laboratořích California Wheat Commission. Semena byla rovněž uložena do databáze Germplasm Resources Information Network (GRIN), kterou spravuje Agricultural Research Service při americkém ministerstvu zemědělství, aby byla dostupná širší veřejnosti.

O nové odrůdy již projevili zájem řemeslní pekaři, mlynáři i podniky specializované na přímý prodej zemědělských produktů. Tyto odrůdy se pěstují stejným způsobem jako běžná pšenice a nevyžadují žádné zvláštní podmínky.

Zdroje:

...Velká Británie se po brexitu v roce 2020 rozhodla jít vlastní cestou a zvolit poměrně odlišný přístup ke šlechtění rostlin a NBT než EU?

Thu, 24 Jul 2025

Cílené šlechtění (precision breeding − PB) představuje techniku moderní biotechnologie umožňující cílené genetické úpravy rostlin bez zavádění cizí DNA. Výsledné cíleně šlechtěné organismy (PBOs) by mohly vzniknout i přirozenou cestou nebo tradičním šlechtěním, avšak díky technologiím jako CRISPR je tento proces výrazně rychlejší a přesnější. Tento přístup nabízí potenciál k vývoji odolnějších a udržitelnějších plodin, které lépe reagují na klimatické změny a snižují závislost na pesticidech.

Tímto směrem se Velká Británie vydala již v roce 2023, kdy byl navržen zákon, tzv. Genetic Technology (Precision Breeding) Act, týkající se právě těchto cílených šlechtitelských technik. K jeho uvedení do praxe však bylo třeba přijmout právě prováděcí předpisy, které nastavují pravidla pro zavádění PBOs do praxe, resp. upřesňují podmínky autorizace, sledování, označování a kontroly PBOs i produktů z nich.

Nařízení o cíleném šlechtění z roku 2025 zavádí dvoustupňový schvalovací proces:

Společnosti nejprve podávají žádost o „oznámení o uvedení na trh“, během kterého se ověřuje, zda jde skutečně o cíleně šlechtěné organismy (PBOs), a nikoli o geneticky modifikované organismy (GMO).
Následuje žádost na Úřad pro potravinové standardy (FSA), která se týká schválení použití těchto organismů v potravinách a krmivech.

Transparentnost pak zajišťuje veřejný registr a dvoustupňové hodnocení bezpečnosti pod dohledem příslušných orgánů:

V prvním stupni jsou posuzovány produkty s nízkým rizikem, které mohou být schváleny zjednodušeně a především rychleji.
Druhý stupeň je určen pro případy, kdy existuje podezření na možnou alergenicitu nebo jiné specifické riziko, a vyžaduje podrobnější posouzení.

Jde o klíčový krok směrem k moderním a udržitelným biotechnologiím s komerčním potenciálem. Nová pravidla zároveň posilují domácí biotechnologický sektor, snižují náklady i emise a přibližují zemi regulačním rámcům států jako Kanada, USA nebo Japonsko. Veřejnost přitom změnu většinově podporuje – podle průzkumu souhlasí s využitím genových úprav 69 % Britů, nejvíce generace Z (80 %). Hlavními motivy jsou ekologické přínosy a snížení cen potravin.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Kvasinky s granátovým jablkem mohou zvýšit příjem nenasycených mastných kyselin

Mon, 21 Jul 2025

Vědcům z Univerzity v Albertě se podařilo pomocí CRISPR (CRISPR – gene shuffling) přenést do pekařských kvasinek (Saccharomyces cerevisiae) geny pro tvorbu kyseliny punicové, která se běžně nachází hlavně v granátových jablcích (Punica granatum).

Granátové jablko je občas označováno jako „super ovoce“. Jedním z možných důvodů tohoto označení je přítomnost kyseliny punicové v oleji z granátových jablek. Kyselina punicová se řadí mezi omega-5 mastné kyseliny a uvádí se, že má antioxidační a protizánětlivé účinky, které se terapeuticky uplatňují u chronických onemocnění. Problém nastává u získávání této kyseliny, jelikož výtěžek oleje ze semen granátových jablek je velmi nízký.

Tento problém řeší využití moderních biotechnologických metod, konkrétně metody CRISPR a genového přeskupování, při kterém se vybraný gen nebo geny zakomponují do jiné části genomu, či do genomu kompletně odlišného organismu. A přesně tak tomu bylo i v tomto případě, kdy byly geny pro tvorbu kyseliny punicové umístěny do buněk pekařské kvasinky. V tomto procesu byly vybrány kvasinky s největším výtěžkem. Celý tento proces umožňuje zvýšení produkce a rozšíření možností využití oproti originálnímu zdroji.

V současné chvíli pracuje tým na Univerzitě v Albertě na zvýšení tvorby kyseliny punicové, což povede k značnému snížení její ceny a její větší dostupnosti. Tento výzkum ukazuje, jak mohou moderní biotechnologie pomoci k větším výtěžkům nám prospěšných látek a díky variabilitě této metody můžeme díky kvasinkám brzy získávat řadu dalších mastných kyselin abioproduktů.

Zdroje:

...v Indii vědci vypěstovali geneticky modifikovanou hořčici?

Thu, 17 Jul 2025

Hořčice patří v současné době k nejdůležitějším olejninám, v Indii je dokonce nejvýznamnější olejninou. Kvůli nízkému růstu výnosů, ale stále zvyšujícímu se počtu obyvatel a rostoucí spotřebě jedlých olejů (dovoz přes 14 milionů tun ročně) se Indie rozhodla podpořit domácí produkci zavedením geneticky modifikovaných hybridů hořčice.

V říjnu 2022 schválilo indické Ministerstvo životního prostředí uvolnění hybridní geneticky modifikované hořčice DMH-11 do životního prostředí. Tento hybrid DMH-11 byl vyvinut Univerzitou v Dillí pod vedením prof. Deepaka Pentala. Vznikl křížením indické odrůdy Varuna s východoevropskou linií EH-2 a využívá genový systém barnas-barstar, který byl získán z nepatogenní půdní bakterie Bacillus amyloliquefaciens, a který umožňuje efektivní produkci hybridních semen.

Hořčice je přirozeně samosprašná (schopna samoopylení), což ztěžuje vývoj výnosnějších hybridů. Pomocí genového systému barnase-barstar je vytvořena samčí linie ♂️ a linie obnovující plodnost, jejichž křížením vznikají plně plodné hybridy. Obě linie obsahují také gen bar, který zajišťuje odolnost vůči herbicidu fosfinothricinu. Výsledná potomstva jsou vysoce výnosná a schopná produkovat semena/zrna ve druhé samčí plodné linii.

Technologie hybridu GM hořčice navazuje na úspěšný model hybridu GM řepky, která se pěstuje po celém světě již více než 25 let. Olej i šrot z těchto plodin jsou běžně používány v potravinářství i krmivářství. Genetická modifikace tak přináší nové možnosti pro šlechtění hořčice – podporuje vyšší výnosy, odolnost vůči chorobám a herbicidům, a zlepšuje kvalitu oleje i šrotu. Hybridy jako DMH-11 jsou nadějí pro zajištění potravinové a ekonomické bezpečnosti Indie.

Více informací na toto téma můžete najít zde:
https://biotech.co.in/sites/default/files/GM-Mustard_%2002.01.24.pdf
https://vajiramandravi.com/upsc-exam/gm-mustard/

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Humanizované myši jako nástroj pro studium mechanismů stárnutí a rakoviny

Mon, 14 Jul 2025

Myši hrají klíčovou roli v biomedicínském výzkumu již dlouhou dobu. Díky poměrně vysoké genetické a fyziologické podobnosti s člověkem jsou nejčastěji používaným savčím modelem pro studium lidských onemocnění. Umožňují zkoumat funkce genů, mechanismy vzniku nemocí i účinnost nových léčebných přístupů. Jejich využití však má i svá omezení. Mnohé myší modely nedokážou věrně napodobit průběh lidských chorob, což komplikuje přenos poznatků z laboratoře do klinické praxe. I proto vznikají tzv. humanizované modely myší, jejichž genetická výbava se více blíží té lidské a jejichž testování přináší spolehlivější data, zejména v oblasti stárnutí či onkologie.

Co se týče stárnutí, možnosti prodloužení života buněk a organismů na buněčné úrovni jsou předmětem zájmu mnoha výzkumů. Je známo, že stárnutí probíhá postupně, mimo jiné v důsledku zkracování telomer - ochranných nukleoproteinových struktur na koncích chromozomů eukaryot, jež jsou klíčové pro udržení životaschopnosti buněk. Při buněčném dělení se však telomery zkracují, a jakmile dosáhnou kritické délky, buňka vstupuje do stavu senescence, přestává se dělit a může negativně ovlivnit okolní tkáň. Za prodlužování telomer (jež jsou u člověka dlouhé 10-12 kb, u myší cca 50 kb) je odpovědný enzym telomerasa, který je na rozdíl od myší u člověka aktivní pouze v některých tkáních. Z těchto rozdílů tak vyplývají nedostatky běžných myších modelů pro studium lidského stárnutí.

Aby bylo možné lépe studovat biologii lidských telomer, a následně i buněčné stárnutí a toxicitu nových léčiv, tým vědců z Washington State University vytvořil geneticky upravené myši, tzv. HuT myši (z anglického humanized telomeres), u nichž byl myší gen pro telomerasu (mTert) částečně nahrazen lidskými regulačními sekvencemi. Výsledkem je humanizovaný gen hmTert, který se v těle chová podobně jako u člověka, tj. je neaktivní ve většině buněk a aktivní pouze ve specifických tkáních. Důsledkem této úpravy je i stabilní zkrácení telomer na délku odpovídající těm lidským, jež se již po několika generacích křížení ustálila na 8–12 kb.

U myší s úplným deficitem Tert byla pozorována těžká atrofie střevní sliznice a úbytek tělesné hmotnosti, zatímco myši s kopií hmTert tyto symptomy nevykazovaly. To naznačuje, že určitá úroveň telomerasové aktivity je klíčová pro ochranu tkání s vysokou obnovovací kapacitou, jako je trávicí trakt. Ten patří mezi zatěžované tkáně těla, jehož buňky se neustále obnovují, a proto je citlivý na poškození spojené se zkracováním telomer. U starších myší s úplným deficitem Tert bylo pozorováno závažné poškození tenkého střeva, konkrétně úbytek epitelu i těžká atrofie klků, které jsou nezbytné pro vstřebávání živin. To pravděpodobně vedlo ke ztrátě tělesné hmotnosti a zhoršení celkového zdravotního stavu. Tyto patologické změny nebyly pozorovány u myší, které měly alespoň jednu funkční kopii genu Tert, což potvrzuje jeho ochrannou roli v rychle se obnovujících tkáních.

Studována byla i délka života myší, jelikož předchozí studie ukázaly, že deficit telomer ji může výrazně ovlivnit. GM myši bez genu Tert měly signifikantně zkrácenou délku života, s mediánem přežití přibližně 320 či 440 (dle konkrétní linie). Oproti tomu myši s jednou kopií genu mTert nebo hmTert přežívaly déle, často přes 500 dní. Výzkum tedy naznačuje, že tato alela má schopnost zachovat funkčnost a stabilitu telomer i při jejich zkrácení.

Z hlediska využití poznatků ze studií s využitím humanizovaných myší v oblasti onkologie hraje zásadní roli hladina exprese výše zmíněného enzymu telomerasy. Nádorové buňky se intenzivně dělí a obvykle vykazují vysokou aktivitu telomerasy, která jim umožňuje zachovat telomery v dostatečné délce. Proto je jedním ze směrů výzkumu cílené snižování aktivity telomerasy specificky v rakovinných buňkách. Chemoterapeutické léky poškozují DNA nejen v nádorových, ale i ve zdravých buňkách. Buňky s krátkými telomerami jsou k tomuto poškození obecně citlivější, což může vést k synergickému účinku mezi přirozenou zranitelností buněk a cytotoxicitou léčiv. Tento efekt je zvláště významný u starších pacientů i u HuT myší, využitelných jako přesnější preklinický model pro testování účinnosti a toxicity protinádorových léčiv.

Genetické editace u HuT myší, u nichž je zavádění dalších genetických mutací při zachování krátkých telomer technicky náročné, jsou možné díky technologii CRISPR/Cas9, která umožňuje cílené úpravy genomu injekcí přímo do zygot. Tím se otevírá prostor pro studium dalších procesů buněčného stárnutí, například sledování, zda HuT myší buňky dosahují tzv. Hayflickova limitu, tj. přirozeného maxima počtu dělení somatických buněk před nástupem senescence.

Vývoj HuT myší trval týmu prof. Zhu téměř deset let a představuje zásadní posun kupředu - dosud bylo možné studovat stárnutí na úrovni telomer pouze na izolovaných lidských buňkách in vitro. Tým z Washington State University plánuje tento model zpřístupnit i dalším výzkumným skupinám a studovat mimo jiné i vliv spánkové deprivace na délku telomer a celkové zdraví.

Zdroje:

...byly vyvinuty ostružiny, které neobsahují semínka?

Thu, 10 Jul 2025

Americká společnost Pairwise proto vyvinula první bezsemennou ostružinu na světě. Pomocí moderní technologie úpravy DNA zvané CRISPR se vědcům podařilo upravit rostlinu tak, aby plody neobsahovaly tvrdá semena. Nové ostružiny mají jemná, měkká semínka podobná těm v hroznech nebo melounech, které označujeme jako "bezpeckové". Je očekáváno, že tato vlastnost nejen promění trh s ostružinami, ale také položí základy pro urychlený pokrok v odstraňování pecek a semen z mnoha dalších druhů ovoce, jako jsou např. třešně.

Kromě odstranění semínek vědci rostlinu upravili i tak, aby neměla trny a byla kompaktnější – tedy menší a vhodná pro hustší výsadbu. To usnadňuje sklizeň, zvyšuje výnosy a šetří vodu i půdu. Navíc zůstává zachována výborná chuť a kvalita plodů po celý rok. Tato inovace tak není jen o pohodlnějším ovoci pro spotřebitele, ale i o udržitelnějším a efektivnějším zemědělství.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

BIOTRIN vydává nové video: Kukuřice MON810

Mon, 07 Jul 2025

Zatímco ve světě jsou geneticky modifikované organismy běžnou součástí zemědělství, v Evropské unii platí přísná pravidla – jedinou povolenou plodinou k pěstování je kukuřice MON810. V našem novém videu se stručně seznámíme s výhodami této odrůdy, jejím genetickým původem i tím, v jakých zemích EU se v současnosti pěstuje. Dozvíte se také, co je Bt toxin, jak funguje, a proč se ho nemusíme bát.

Video navazuje na předchozí videa zaměřená na obecné představení NBT a přibližení způsobů praktického využití geneticky upravených plodin. Pokud vás zajímá, jak věda a zemědělství propojují síly v praxi, nenechte si ujít tento krátký, srozumitelný pohled do světa genetických úprav.

Objevujte s námi fascinující svět moderních biotechnologií a výhody, jež NBT pro náš každodenní život nabízejí!

Video naleznete zde:

#VIDEO|a4TL3JSoJz0#

...v současné době probíhají v EU jednání o úpravách legislativy pro nové genomické techniky (NGT)?

Thu, 03 Jul 2025

Nový návrh nařízení o rostlinách získaných některými novými genomickými technikami a jejich potravinách a krmivech byl představen 5. července 2023. Návrh zahrnuje i uvolňování NGT rostlin do životního prostředí a uvedení rostlin, potravin, krmiv a dalších produktů vyrobených za pomoci NGT na trh. Jedná se však pouze o rostliny – živočichové ani mikroorganismy v návrhu zahrnuty nejsou. Zároveň byly NGT rozděleny do dvou kategorií:

NGT 1 – jsou rostliny s max. 20 cílenými změnami a bez cizí DNA – podobné konvenčním, nepodléhají GMO předpisům (nutné označení)
NGT 2 – jsou rostliny se složitějšími úpravami – podléhají současným GMO požadavkům, včetně označení a hodnocení rizik .

Postoje členských států se liší:

Nizozemsko, Španělsko, Česko a řada dalších zemí Evropy návrh podporují – ČR přitom zdůrazňuje potřebu rychlého přijetí a zachování volby mezi různými formami zemědělství.
Rakousko, Chorvatsko, Slovensko a Maďarsko jsou naopak proti.
Německo nebo Francie se vyjádřily s výhradami ohledně ekologických dopadů a požadavků na označování.

Za nejednotnými postoji členských států stojí především některé sporné body návrhu – například zákaz využití NGT v ekologickém zemědělství nebo původní návrh zákazu patentů, který by mohl zvyšovat nejistotu i náklady.

Dne 14. března 2025 dosáhla Rada EU kvalifikované většiny pro mandát k jednání s Evropským parlamentem – zahajuje se tak tzv. trialog mezi Evropským parlamentem, komisí a Radou EU. Patenty na NGT 1 již nebudou zakázány, ale je vyžadováno zveřejnění patentových nároků při registraci v databázi a bude zřízena expertní skupina pro patenty. Zároveň komise do roku 2026 vydá studii o dopadu patentů na inovace, přístup pěstitelů a konkurenční prostředí; následná zpráva má proběhnout za 4-6 let. Rovněž členské státy mohou zakázat pěstování NGT 2 na svém území a zavádět opatření pro soužití různých kategorií rostlin.

Schválení se očekává do konce roku 2025 ; dokument by poté musel být publikován v Úředním věstníku EU a členské státy by implementovaly novou legislativu. Do té doby však platí stávající pravidla pro GMO.

Zdroje:

Přednáška Z. Malinová, Oddělení bezpečnosti potravin Ministerstva zemědělství ČR
https://www.europarl.europa.eu/news/cs/press-room/20240202IPR17320/nove-genomicke-techniky-poslanci-schvalili-pravidla-na-pomoc-zemedelcum
https://www.britishagriculturebureau.co.uk/
https://naschov.cz/ngt-tezke-porodni-bolesti-ale-nakonec-snad-zdrave-dite

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Technika toxického samce: slibný pokrok v boji proti nemocem přenášeným komáry

Mon, 30 Jun 2025

Průlomová inovace výzkumníků z ARC Center of Excellence in Synthetic Biology a Applied BioSciences na Macquarie University by mohla změnit způsob, kterým bojujeme proti komářím přenašečům velmi nebezpečných nemocí. Technika toxického samce (TMT – z angl. Toxic Male Technique) využívá genetické modifikace komářích samců, kteří při páření předávají samicím spolu se semenem proteiny, které jsou pro ně jedovaté. Tato metoda je rychlejší a účinnější než současné biologické alternativy a představuje významný milník v aplikaci syntetické biologie v ochraně veřejného zdraví.

Komáři patří i nadále mezi nejnebezpečnější nepřátele lidstva. Od Anopheles gambiae, hlavního přenašeče malárie v Africe, po Aedes aegypti, přenašeče dengue, viru Zika a žluté zimnice, zabíjejí (byť nepřímo) každoročně více lidí než jakýkoli jiný živočich. Tradiční opatření na hubení škůdců – pesticidy, likvidace jejich stanovišť a sterilizační programy – se potýkají s jejich rostoucí odolností, vysokými náklady, nechtěnými ekologickými důsledky a jsou často vyloženě nerealizovatelné.

Řešením je právě nová technika TMT: biotechnologický pokrok, který vybavuje samce komárů novou molekulární zbraní. Tato metoda, jež byla publikována v prestižním odborném časopisu Nature Communications, spočívá v takové genetické úpravě samců, která způsobuje produkci pro samici jedovatých peptidů v semenné tekutině. Když se tito samci páří, proteinové jedy se přenášejí do samic, což výrazně zkracuje jejich život a omezuje jejich schopnost rozmnožovat se nebo šířit nemoci. Značnou výhodou této metody je, že působí již na první ovlivněnou generaci samic, nikoli až na další generace, jak je tomu u jiných molekulárně biologických metod využívající gene drive, či obecně přenos genetických znaků v dědičné linii. Vzhledem k tomu, že u komárů jsou to právě samice, které bodají a přenáší nemoci, je v tomto případě nástup účinku na populace přenašečů značně urychlen, což metodu zvýhodňuje pro selektivní použití po propuknutí epidemie v dané lokalitě.

Na rozdíl od konvenčních technik sterilizace hmyzu (SIT), které spočívají v uvolňování ozářených nebo geneticky sterilních samců za účelem narušení rozmnožování, zavádí TMT samovolně se regulující, ale účinný biologický mechanismus. V laboratorních podmínkách umíraly samice, které se spářily se samci modifikovanými pomocí TMT o 37–64 % rychleji. Simulace dále naznačují, že přenos nemocí by mohl být snížen o 40–60 %, protože méně samic přežije dostatečně dlouho na to, aby stihly bodat a infikovat člověka.

Proč je to důležité? Geniálnost TMT spočívá v její specifičnosti, rychlosti a samoregulaci. Na rozdíl od širokospektrých pesticidů, které poškozují nejen cílový druh, čímž narušují životní prostředí, jsou účinky TMT přesně cílené prostřednictvím páření. To snižuje ekologické riziko a zároveň poskytuje druhově specifický, škálovatelný a ekologicky šetrný nástroj kontroly.

Potenciální přínosy pro veřejné zdraví jsou obrovské. Zkrácení délky života samic komárů přímo snižuje jejich schopnost přenášet viry, jako je dengue, nebo parazity, jako je Plasmodium (původce malárie). Protože pouze starší samice přenášejí nemoci, zaměření se na délku jejich života nabízí výrazné snížení míry infekce bez nutnosti eliminovat celé populace komárů.

Ačkoli TMT nabízí jasné výhody, zůstávají některé otázky. Bude tato technika v divokých populacích účinná a stabilní v průběhu času? Jak by se na ni mohly hmyzí populace adaptovat? Lze tento přístup přizpůsobit pro zemědělské škůdce nebo jiné přenašeče nemocí? Vědci již zkoumají způsoby, jak upravit účinnost jedu a zvýšit genetickou stabilitu. V budoucnu by se tato metoda mohla stát flexibilní platformou v oblasti hubení škůdců. Důležitou roli však bude hrát přijetí veřejností a regulační dohled. Jakékoli nasazení v terénu musí doprovázet transparentnost a ekologické studie.

TMT je více než jen chytrý biologický trik – je to působivá ukázka toho, čeho můžeme s genomickými technikami dosáhnout, když jsou cíle v souladu s globálními potřebami. Vzhledem k tomu, že klimatické změny rozšiřují habitat komárů přenášejících nemoci a nemoci se šíří do nových regionů, nástroje jako TMT by mohly poskytnout včasnou obranu. V tichém bzučení modifikovaného komára se skrývá zpráva o tom, že genomické techniky mohou nabídnout přesné a účinné nástroje pro některé z nejsložitějších výzev lidstva.

Zdroje:

Nová položka v NBT knihovně – Brambory méně náchylné ke stresům

Thu, 26 Jun 2025

Brambory představují třetí nejvýznamnější potravinářskou plodinu na světě a jsou velmi výživnou potravinou s vysokým obsahem důležitých živin. To je činí perspektivní zejména v rozvojových zemích. Jejich pěstování však komplikuje vysoká náchylnost k mnoha chorobám a škůdcům, což vyžaduje časté chemické ošetření.

Švédští výzkumníci však nyní úspěšně použili technologii editace genomu CRISPR/Cas9 k vytvoření odolnějších odrůd brambor. Pomocí vyřazení jednoho genu (StDMR6-1) získali mutantní linie, které ve čtyřletých polních testech prokázaly zvýšenou odolnost proti třem závažným chorobám brambor: plísni bramborové, alternáriové skvrnitosti listů a strupovitosti hlíz. Navíc tyto upravené rostliny lépe snášely sucho a zasolení půdy. Zásadní je, že zvýšená odolnost se dosáhla bez negativního dopadu na výnos a kvalitu hlíz. Tento výzkum tak otevírá cestu k udržitelnějšímu pěstování brambor s menší závislostí.

Více na: Brambory méně náchylné ke stresům

Autor textu položky v knihovně NBT: Slavomír Rakouský

Nanočásticový univerzální (?) genový přenos do intaktních rostlin

Mon, 23 Jun 2025

Už bezmála čtyři desítky let jsou komerčně využívány nejrůznější transgenní plodiny. Jejich expanze byla umožněna vynálezem prvního „univerzálního“ genového přenašeče, modifikovaného plasmidu Agrobacterium tumefaciens simulujícího přirozený vznik „crowngallových“ nádorů na napadených rostlinách. Technika by dnes mohla být označována za rutinní postup přípravy jak rostlin geneticky modifikovaných (GM), tak geneticky editovaných (GE). Popravdě však zdaleka není rutinní, natož univerzální. Již záhy se totiž například ukázalo, že až na výjimky není použitelná pro rostliny jednoděložné.

Samozřejmě nastalo hledání alternativ. Více či méně se v praxi uplatnily vlastně jen dvě: (i) metoda biolistická, při níž je objekt různě ostřelován nejčastěji zlatými či wolframovými partikulemi s povrchem pokrytým příslušnou DNA či RNA a (ii) metoda využívající různě upravené nosiče virové – pro následnou genovou expresi stabilní, či spíše dočasnou, transientní.

Jak sám přenos, tak následnou genovou expresi na úrovni „transgenních organismů provázejí četná rizika. Biolistika je proces typu „padni kam padni“ – a pokud zasažená buňka přežije, může být její zotavení provázeno všelikou mutagenezí. A ta je navíc obecným problémem oné dlouhé cesty od transgenní in vitro připravené a pěstované somatické buňky k regenerované rostlině.

Jak se jí vyhnout? Zásadně novou – přirozenými procesy opět inspirovanou – strategii přejímají zhruba v posledních deseti letech botanici od lékařů. Biomedicínská oblast totiž využívá pro přenosy aktivních biomolekul od vakcín po protinádorová terapeutika různé typy nanočásticových suspenzí. Bylo by možné ji aplikovat i na objekty rostlinné? Rostlinná pletiva jsou přece, na rozdíl od živočišných tkání, tvořena buňkami s různě pevnou buněčnou stěnou.

Navzdory tomuto školnímu dogmatu se však opakovaně prokázalo, že tato bariéra není neprostupná pro nanočástice nesoucí funkční plasmidovou DNA, dsRNA či siRNA. Zatím však nebyl prokázán přenos a exprese syntetické mRNA.

Ověřování těchto technik se již několik let věnuje australská skupina z University Brisbane – viz Yong et al. 2022. Jako pokusný objekt nejprve využívala oblíbený materiál virologů – rostliny Nicotiana benthamiana. A jako universální vektor různé suspenze 40nm nanočástic podvojného vrstevnatého hydroxidu (LDH) s obsahem různých biomolekul.

Autoři prokázali, že tento systém je schopen do listových buněk či přímo plastidů inzerovat exogenní dsRNA či tzv. small interfering RNA (siRNA). V důsledku RNA interference následně došlo k utišení (silencing) konkrétních cílových genů, účastnících se procesů ochrany rostlin v případech napadení viry či jinými patogeny. Průvodní precizní cytologická analýza ilustrovala, že infiltrované nanočástice jsou schopny putovat systémy apoplastu i symplastu do vodivých svazků a šířit se rostlinou.

Nejnovější publikace Yong et al 2025 už přinesla velmi ambiciózní konstatování: “Transgeny kódující proteiny, dvouřetězcová RNA (dsRNA), mikroRNA a vodicí RNA (gRNA) byly úspěšně využity k modifikaci důležitých fyziologických vlastností geneticky modifikovaných rostlin.“ Důvod?

LDH „nanosheets“ byly totiž tentokrát navíc opatřeny proteinovým lysozymovým obalem, který zásadně zvýšil jejich spontánní průnik do intaktních rostlinných pletiv. Autoři tentokrát nesprejovali jen tabákové listy, ale použili hydroponii. Při ní byly nanočástice aktivně přijímány kořenovými špičkami či kořenovými vlásky endocytózou stimulovanou jednak lysozymovým rozvolněním buněčných stěn, jednak aktivací různých relevantních genů.

LDH nanočástice tak účinně vnášely různé typy syntetické mRNA, siRNA a plasmidové DNA nejen do tabákových listů a kořenů, ale také do kalusů, květů, či vyvíjejícího se pylu. A to modelů jak dvouděložných, tak jednoděložných. Vedle již zmíněného N. benthamianum také rostlin Arabidopsis thaliana, či ze zygotických embryí odvozeného kalusu Sorghum bicolor. Injekčně byly nanočástice vpravovány do květních pupenů Solanum lycopersicum – i do jejich sterilně pěstovaných pylových kultur. Jako marker účinného vstupu genetické informace byla použita plasmidová DNA kódující tvorbu GFP. Výsledky – vesměs pozitivní.

Možná jsme opravdu na počátku další převratné technologie. Přesto – buďme opatrní. Nejsou tyto „komerční vize“ až příliš optimistické? Budeme úspěšní nejen v procesu univerzálního vnášení informačních RNA či DNA molekul, ale hlavně v rutinním odvozování/regeneraci stabilních transgenních rostlin pro vědu i praxi? Uvidíme.

Autorský komentář prof. RNDr. Zdeňka Opatrného, CSc., emeritního profesora PřF UK v Praze

Literatura:

YONG,J. et al: Clay nanoparticles efficiently deliver small interfering RNA to intact plant leaf cells.- Plant Physiol. 190: 2187-2202, 2022
YONG,J et al.: Lysozyme – coated nanoparticles for active uptake and delivery of synthetic RNA and plasmid-encoded genes in plants.- Nature Plants 11: 131-144, 2025

...byly vyvinuty i geneticky modifikované stromy, konkrétně topoly?

Thu, 19 Jun 2025

Topoly (Populus spp.) jsou jedním z nejčastěji používaných modelových stromů pro genetické inženýrství. Díky rychlému růstu, relativně malému genomu, který byl jako první u dřevin kompletně sekvenován, a snadné regeneraci v in vitro podmínkách se hodí pro výzkum i praktické aplikace v oblasti bioekonomiky a lesnictví.

Jedním z nejznámějších projektů geneticky modifikovaných topolů je práce americké biotechnologické společnosti Living Carbon. Tento startup se zaměřuje na vývoj tzv. „superstromů“ – geneticky upravených dřevin, které rostou rychleji a mají zvýšenou schopnost ukládat uhlík. Do chloroplastů topolu byly vloženy tři geny pocházející z tykve, dýně a zelených řas. Tyto úpravy mají zefektivnit fotosyntézu a omezit ztráty způsobené fotorespirací, což vede ke zvýšenému růstu a vyššímu příjmu CO₂.

Základní experimenty byly provedeny jak ve skleníku, tak na poli. První polní výsadba těchto geneticky upravených stromů proběhla v roce 2023 v jižní Georgii. Od té doby byly zahájeny i další testy – například v Oregonu (ve spolupráci s Oregon State University), Pensylvánii a Kalifornii. Stromy jsou vysazovány především na opuštěných nebo znehodnocených plochách, jako jsou bývalé těžební lokality či degradované zemědělské půdy. Ve skleníkových podmínkách dosáhly tyto GM topoly za pět měsíců až o 53 % vyšší biomasy než kontrolní rostliny a absorbovaly přibližně o 27 % více oxidu uhličitého.

Ačkoliv laboratorní výsledky vypadají slibně, přenos těchto výsledků do reálného prostředí vyžaduje další a důkladné ověření. Zda se GM topoly stanou běžnou součástí moderního lesnictví, nebo zůstanou jen experimentem s omezeným dosahem, ukáže až čas a další výzkum.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Geneticky upravené bakterie jako zdroj dusíku pro kukuřici

Mon, 16 Jun 2025

Vědci z Univerzity v Illionois ve své nedávné studii prokázali, že geneticky upravené půdní bakterie mohou během raného růstu kukuřice dodat až 15 kilogramů dusíku ze vzduchu, a tím snížit potřebu a závislost na syntetických hnojivech.

Connor Sible a jeho výzkumný tým z Univerzity v Illionois Urbana-Champaign testoval různé druhy geneticky upravených půdních bakterií schopných fixovat atmosférický dusík – tedy přeměnit ho na formu, kterou rostliny dokážou využít. Genetická úprava spočívá ve zvýšení aktivity klíčového genu odpovědného za tento proces, fixaci dusíku. Bakterie se po aplikaci při výsadbě usazují na kořenech rostlin a dodávají dusík přímo tam, kde je nejvíce potřeba.

Ve studii byly použity produkty Pivot Bio PROVEN® a PROVEN® 40, obsahující jeden nebo dva druhy těchto upravených bakterií. Aplikace probíhala během tří po sobě jdoucích sezón za využití běžných zemědělských metod. Vědci měřili obsah dusíku v rostlinných tkáních v různých fázích růstu a sledovali výnos zrna.

Analýza pomocí stabilních izotopů dusíku prokázala, že kukuřice na ošetřených plochách skutečně získávala dusík z atmosféry – nejen ze zásob půdy nebo hnojiv. Přestože současné produkty zatím nedokážou plně nahradit průmyslová hnojiva, výzkumný tým považuje technologii za slibnou. Do budoucna by vylepšené bakteriální inokulanty mohly významně přispět k udržitelnějšímu zemědělství. Už dnes však mohou být přínosné zejména v oblastech s nízkou přirozenou dostupností dusíku nebo tam, kde došlo ke ztrátám hnojiv.

Zdroj:

...i běžný salát byl geneticky upraven tak, aby obsahoval až 30krát více betakarotenu, provitaminu A?

Thu, 12 Jun 2025

Přestože je dnes větší tlak na zdravé stravování a zároveň je dostupnost téměř všech potravin snazší, většina lidí stále nekonzumuje doporučené množství ovoce a zeleniny. Z tohoto důvodu se vědci Universitat Politècnica de València ve Španělsku rozhodli geneticky upravit klasický salát, aby zvýšili jeho nutriční hodnotu. Výsledkem je odrůda „zlatého salátu“ obsahující až 30x více živin a vitamínů než běžný salát.

Vědci se zaměřili na zvýšení obsahu betakarotenu, pigmentu s antioxidačními vlastnostmi, který slouží jako prekurzor vitaminu A. Běžně se vyskytuje v zelenině jako je mrkev, dýně, nebo brambory a dává plodinám typické nažloutlé až oranžové zbarvení listů. Jeho dostatečný příjem je klíčový pro zdravý zrak, imunitní systém nebo při prevenci srdečních onemocnění.

Za normálních podmínek se betakaroten syntetizuje v chloroplastech, které zajišťují přeměnu slunečního záření na energii. Pokud je ho tam však příliš, může to negativně ovlivnit účinnost fotosyntézy. Proto tým španělských vědců vyvinul technologii, která umožňuje přesunout betakaroten do jiných částí buňky, kde není narušeno fungování chloroplastů.

Samotný salát obvykle nebývá považován za výživově výraznou plodinu – často se používá jen jako doplněk v sendvičích, salátech či jiných pokrmech. Význam tzv. zlatého salátu však spočívá nejen ve zvýšeném množství betakarotenu, ale i v jeho lepší biologické dostupnosti – pro lidský organismus snáze využitelný než z některých běžných druhů zeleniny.

Obdobně jako zlatá rýže, i zlatý salát má velký potenciál v boji proti nedostatku vitaminu A, který představuje vážný problém zejména v rozvojových zemích a každoročně způsobuje milionům dětí nemoci , ztrátu sluchu, nebo zraku.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Asparaginasy – od léčby leukémie ke zdravějším potravinám

Mon, 09 Jun 2025

L-Asparaginasy jsou enzymy schopné hydrolyzovat L-asparagin na kyselinu L-asparagovou a amoniak. Na první pohled se jedná o reakci nepříliš zajímavou. Přesto jsou tyto enzymy v současné době nepostradatelné jak v onkologii, tak v potravinářském průmyslu.

Historie protinádorového využití L-asparaginas se začala psát již na začátku dvacátého století, a to ve chvíli, kdy byly poprvé popsány antineoplastické účinky těchto enzymů. Trvalo však několik desítek let, než se tyto znalosti podařilo přetavit v první schválené léčivo obsahující L-asparaginasu. Roku 1978 byl americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) schválen přípravek (Elspar®), obsahující L-asparaginasu původem z E. coli. Léčba akutní lymfoblastické leukemie pediatrických pacientů tak nabrala nový, výrazně efektivnější směr. Postupem času byly na trh uvedeny i další přípravky obsahující například pegylovanou L-asparaginasu z E. coli nebo L-asparaginasu z Erwinia chrysanthemi (nově Dickeya dadantii). Zároveň docházelo i k rozšiřování indikací a s léčbou využívající tyto enzymy se tedy v současné době můžeme setkat u různých typů hematologických malignit.

Podstatou protinádorového účinku těchto enzymů je jejich schopnost účinně snižovat množství L-asparaginu přítomného v krvi a tím omezit jeho příjem nádorovými buňkami, které si ho buď neumí samy syntetizovat vůbec anebo pouze ve velmi omezeném množství. Nedostatek této esenciální aminokyseliny vede následně k potlačení syntézy proteinů, zástavě proliferace buněk a jejich zániku.

Dalším milníkem v historii využívání L-asparaginas byl přelom tisíciletí, neboť v této době se do centra zájmu řady vědeckých skupin dostal akrylamid, neurotoxin a potenciální karcinogen. Jeho zvýšené množství totiž bylo objeveno v potravinách bohatých na sacharidy, které jsou zpracovávané při vysokých teplotách. Bohužel sem patří tak běžné potraviny, jako je pečivo, káva, snídaňové cereálie či bramborové lupínky. Vzhledem k tomu, že jedním z prekurzorů pro vznik akrylamidu je L-asparagin, netrvalo odborníkům dlouho navrhnout jako jeden z přístupů vedoucích ke snížení koncentrací akrylamidu v potravinách využití L-asparaginas, které by odstraňovaly tento prekurzor z použitých vstupních surovin. Řada studií následně dokázala, že v některých případech a v závislosti na konkrétní matrici a použitých podmínkách je možné s využitím těchto enzymů snížit množství vznikajícího akrylamidu až o 90 %. Z toho důvodu je používání L-asparaginas k ošetření vstupních surovin v současné době jednou z celé řady metod, které mají zajistit minimalizaci výskytu akrylamidu v potravinách. Unikum tohoto přístupu spočívá ve skutečnosti, že účinek L-asparaginas se neodráží ve výsledné chuti ani struktuře produktu. Na trhu se nyní můžeme setkat například s přípravky PreventAse® (DSM) a Acrylaway® (Novozymes A/S), které obsahují L-asparaginasy původem z Aspergillus niger a Aspergillus oryzae.

V Evropských státech aktuálně platí nařízení Komise (EU) 2017/2158 ze dne 20. listopadu 2017, kterým se stanoví zmírňující opatření a porovnávací hodnoty pro snížení přítomnosti akrylamidu v potravinách. Toto nařízení zavádí povinnost pro potravinářské podniky přijmout opatření vedoucí ke snížení množství akrylamidu v potravinách a stanovuje porovnávací hodnoty pro jednotlivé komodity. Velmi aktuální je navíc v současné době diskuse navrhující ještě další zpřísnění uvedených opatření.

Z výše uvedených skutečností vyplývá, že v současné době je snižování koncentrací akrylamidu v potravinách klíčovým tématem jak na národní, tak mezinárodní úrovni, a z toho důvodu se řada univerzit a dalších organizací aktivně zapojuje do výzkumných iniciativ. Jedním z významných projektů, které se této problematice věnují, je program COST ACRYRED (CA21149), do kterého jsou společně s řadou mezinárodních partnerů zapojeny například Vysoká škola chemicko-technologická v Praze a Česká zemědělská univerzita v Praze.

Zdroje:

Pejšková, L., Loužecká, K., Podzimek, T., & Benešová, E. (2023). ʟ-Asparaginasy a jejich potenciál v medicíně a potravinářství. Chemické Listy, 117(8), 508–515. https://doi.org/10.54779/chl20230508
https://acryred.eu/
https://food.ec.europa.eu/food-safety/chemical-safety/contaminants/catalogue/acrylamide_en
https://eur-lex.europa.eu/legal-content/CS/TXT/PDF/?uri=CELEX:32017R2158

...EU při využívání a kontrole GMO uplatňuje tzv. princip předběžné opatrnosti?

Thu, 05 Jun 2025

Princip předběžné opatrnosti je pravidlo, které preferuje postupovat zdrženlivě, pokud nemáme dostatečně pevné vědecké důkazy o vhodnosti a bezpečnosti nové technologie. První zmínky se objevily už v 70. letech 20. století, ale větší pozornost si vysloužilo až v roce 1992 na Summitu Země v Rio de Janeiru.

Potenciální rizika, která přináší nakládání s GMO (nebo jakýmikoliv jinými organismy, produkty), lze rozdělit do dvou hlavních kategorií:

rizika pro lidské zdraví, jako je možnost přenosu nebo tvorby nových toxinů a zvýšená alergenicita
rizika pro životní prostředí, jako ohrožení druhové rozmanitosti, invazivní chování GMO, křížení s volně se vyskytujícími druhy a vznik agresivních plevelů či rostlin se zvýšenou rezistencí vůči chorobám.

Další obavy zahrnují například úbytek tradičních odrůd a s tím související snížení biologické rozmanitosti, případně narušení ekologických cyklů a rovnováhy v ekosystémech. Zvýšená konkurenceschopnost GMO může vést k vytlačování původních druhů a k přeměně přirozeného prostředí. Nelze opomenout ani sociálně-ekonomické dopady, jako je změna v tradičním zemědělství, závislost zemědělců na patentech, nebo změny ve struktuře trhu (dominance nadnárodních společností).

Ačkoli je princip předběžné opatrnosti pevnou součástí právních předpisů mnoha států, jeho používání provází několik výzev, neboť si jej každý stát vykládá jinak. Navíc může docházet ke zpomalování zavádění užitečných inovací a občas se stává záminkou k obchodnímu protekcionismu, což může potlačit vědecké argumenty.

A jak to řeší Evropská unie? V EU je princip předběžné opatrnosti uplatňován i po schválení GMO pro uvedení na trh – například při odůvodnění národních zákazů pěstování geneticky modifikovaných plodin, při monitorování GMO a jejich produktů po uvedení na trh nebo v rámci hodnocení případných nově vzniklých rizik. Doposud však nebylo u žádného GMO schváleného v EU prokázáno opomenuté riziko, které by mělo negativní dopad na lidské zdraví nebo životní prostředí.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Tempeh z cizrny a hrachu jako nová alternativa masa

Mon, 02 Jun 2025

Výzkumný tým z University of Massachusetts Amherst (UMass Amherst) pracuje na vývoji nové rostlinné alternativy masa – tempehu z cizrny a hrachu. Projekt podpořený čtyřletým grantem z programu USDA Pulse Crop Health Initiative si klade za cíl vytvořit chutný, výživný a udržitelný produkt, který by mohl pomoci zmírnit zdravotní rizika spojená se západní stravou, jako jsou obezita, ztučnění jater, hyperlipidémie nebo cukrovka.

Tempeh, tradiční fermentovaná potravina původem z Indonésie, se obvykle vyrábí ze sójových bobů a v posledních letech si získává celosvětovou popularitu jako kvalitní zdroj rostlinných bílkovin. Vědci z UMass Amherst se však ve svém výzkumu zaměřili na alternativní suroviny – cizrnu a hrách. Jejich fermentací vznikají nové bioaktivní sloučeniny, které významně ovlivňují jak nutriční hodnotu, tak senzorické vlastnosti výsledného produktu. Tento přístup zároveň podporuje větší rozmanitost jak v lidské stravě, tak v zemědělské produkci, což přispívá k udržitelnější produkci potravin.

Klíčovou součástí výzkumu je detailní analýza biochemických procesů během fermentace – zejména toho, jak houby využívají živiny z luštěnin a přeměňují je na další sloučeniny, jako aminokyseliny a flavonoidy. Tyto procesy totiž významně ovlivňují nutriční složení, chuť, aroma i texturu výsledného tempehu. Dosavadní zjištění naznačují, že výsledný tempeh bude bohatý na vlákninu a zároveň nízkotučný.

Přestože fermentace tempehu má dlouhou tradici, jedná se podle vedoucího výzkumu Hang Xiao stále převážně o empirický proces – ačkoli je totiž zřejmé, že fermentace mění výživové a senzorické vlastnosti potraviny, hlubší porozumění těmto biochemickým procesům stále chybí. Právě to podle něj omezuje potenciál tempehu jako plnohodnotné alternativy masa. Vědecké poznání těchto mechanismů je proto klíčové pro výrobu produktů s konzistentní kvalitou a prokazatelnými zdravotními benefity.

Pro úspěšné zavedení nového produktu na trh je nezbytné, aby byl nejen zdraví prospěšný, ale také chutný – právě chuť bývá u rostlinných alternativ masa častou překážkou. Proto výzkumníci plánují komplexní senzorické testování se spotřebiteli, kdy bude hodnocena chuť, vůně i textura. Současně probíhá výzkum zdravotních účinků tempehu na modelu obézních hlodavců krmených tzv. západní stravou s vysokým obsahem živočišných tuků a cukrů – model napodobující stravovací návyky běžné v mnoha regionech světa. Výzkum má stanovit, zda tempeh může fungovat jako preventivní opatření proti negativním důsledkům nezdravé stravy. Průběžné výsledky jsou nadějné a potvrzují potenciál luštěninového tempehu jako funkční potraviny budoucnosti.

Zdroje:

Nová položka v NBT knihovně – Skot odolnější vůči vysokým teplotám

Thu, 29 May 2025

Globální oteplování se negativně podepisuje i na hospodářských zvířatech, včetně skotu. Zvyšující se teploty mění podmínky pastvy, na které nejsou mnohá plemena dobře uzpůsobena – především dlouhodobá letní vedra představují výraznou zátěž. Například holštýnský skot, jedno z nejrozšířenějších plemen na světě vyšlechtěné pro vysokou mléčnou užitkovost, je typické svou černobílou srstí. Právě tmavé zbarvení ale absorbuje více slunečního záření, což zvyšuje tělesnou teplotu zvířat a přispívá k tepelnému stresu.

Vědci na Novém Zélandu proto využili technologii CRISPR/Cas9 k úpravě genu PMEL, který ovlivňuje pigmentaci tmavých částí srsti. Díky zásahu vznikla telata se světlejší, šedobílou barvou, která by mohla snižovat míru tepelného stresu během horkých dnů.

Přestože přežilo pouze jedno z upravených telat, studie prokázala, že úprava barvy srsti je geneticky možná a představuje jeden z potenciálních nástrojů pro adaptaci hospodářských zvířat na globální oteplování.

Více na: Skot odolnější vůči vysokým teplotám

ZQTALEN: Nová generace nástroje pro přesnou úpravu rostlinného genomu

Mon, 26 May 2025

Vědci z Fujian Agriculture and Forestry University představili inovativní nástroj pro úpravu genomu rostlin nazvaný ZQTALEN. Tento nový systém navazuje na metodu TALEN, známou svou vysokou specifitou a flexibilitou, a odstraňuje její největší nevýhodu – složitou konstrukci vektorů. ZQTALEN přináší efektivnější, jednodušší a méně nákladnou tvorbu genetických modulů, což umožňuje jeho širší využití v genetickém výzkumu rostlin. Úspěšné testování v rýži potvrzuje jeho praktický přínos pro vývoj rostlinných mutantů.

Metoda TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nucleases) je jedním z nástrojů pro cílenou editaci DNA a je ceněná především pro svou vysokou přesnost, nezávislost na epigenetických úpravách a schopnost editace i v organelách, bez nutnosti navazovat na specifická PAM místa (na rozdíl od CRISPR/Cas systémů). Přestože má řadu výhod, její širší uplatnění v rostlinné genetice dlouhodobě brzdila technická náročnost sestavování TALEN vektorů, zejména při práci s vysoce repetitivními úseky DNA.

Na tuto výzvu reagovali vědci vyvinutím nového nástroje ZQTALEN, který přináší hned několik klíčových inovací:

optimalizované kódování proteinových sekvencí (tzv. kodonová optimalizace),
efektivní metody sestavování TALE jednotek pomocí PCR a kombinace Golden Gate klonování a Gateway rekombinace,
snížení opakovatelnosti sekvencí ve výsledném vektoru, čímž se zvyšuje jeho stabilita.

Tradiční přístupy k sestavování TALEN vektorů využívají vícestupňové metody, které jsou časově i technicky náročné, zejména při práci s dlouhými nebo opakujícími se úseky DNA. V systému ZQTALEN je použito pouze jednoúrovňové Golden Gate klonování, které je efektivní i při skládání vysoce repetitivních fragmentů. Následně je finální vektor sestaven pomocí Gateway rekombinace. Vědci se také věnovali problematice modulárního sestavování TALE jednotek. Namísto tradičních přístupů, které vyžadují desítky různých modulů, použili moduly se dvěma repetitivními sekvenčními motivy (RVD), čímž dosáhli rovnováhy mezi nízkým počtem potřebných fragmentů a dostatečnou variabilitou. Tento přístup zjednodušuje celý proces a zároveň snižuje náklady i časovou náročnost.

ZQTALEN byl otestován na rýžovém genu Nramp5, který je známý svou rolí v transportu kovových iontů. Pomocí ZQTALEN se podařilo dosáhnout vysoké četnosti vzniku mutantních rostlin, což potvrzuje účinnost nového systému. Další výhodou je nízká repetitivita finálního vektoru, což snižuje riziko nestability a usnadňuje molekulární verifikaci v laboratorních podmínkách. Tato vlastnost má zásadní význam pro dlouhodobou použitelnost vektorů při vývoji geneticky upravených rostlin.

ZQTALEN představuje významný krok vpřed ve vývoji nástrojů pro editaci rostlinných genomů. Kombinací technické jednoduchosti, vysoké účinnosti a modularity otevírá cestu k širšímu využití TALEN technologie i mimo specializované laboratoře. Jeho přínos je významný jak pro základní výzkum, tak pro aplikace v zemědělství a biotechnologiích.

Zdroje:

...byla vyvinuta GM modifikovaná prasata nazývaná GalSafe?

Thu, 22 May 2025

GalSafe prasata byla poprvé vyvinuta v roce 2020 společností Revivicor. Jedná se o geneticky modifikovaná prasata, která neprodukují sacharid galaktózu – cukr nazývaný alfa-gal (α-1,3-galaktóza). Běžně se tento cukr vyskytuje ve většině tkání savců. U osob s AGS, tedy alergií na červené maso, která vzniká v důsledku kousnutí klíštěte, může přítomnost alfa-gal v potravě vyvolávat silné alergické reakce.

GalSafe prasata byla schválena americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) v roce 2020 pro lidskou spotřebu a potenciální terapeutické využití. FDA potvrdila, že maso z těchto prasat je bezpečné. Přesto není běžně dostupné v supermarketech, ale pouze prostřednictvím objednávek.

GalSafe prasata hrají aktuálně klíčovou roli ve výzkumu xenotransplantace (přenos orgánů, tkání nebo buněk mezi jedinci různých druhů, například ze zvířete na člověka). V roce 2024 byly úspěšně transplantovány ledviny z GalSafe prasat lidským pacientům, přičemž orgány fungovaly po dobu přesahující 48 hodin bez známek akutního odmítnutí. Již tento krok je brán jako velmi pozitivní.

V současné době firma Revivicor pokračuje ve výzkumu a vývoji produktů, jako je např. UThymoKidney™, což je ledvina z GalSafe prasat určená pro transplantace u pacientů s konečným stádiem selhání ledvin. Tento produkt je zatím ve fázi vývoje a zatím stále nebyl schválen pro klinické použití.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Geneticky modifikovaní živočichové jako nová zbraň proti znečištění rtutí

Mon, 19 May 2025

Rtuť a její sloučeniny patří mezi jedny z nejnebezpečnějších polutantů životního prostředí. Byť je tento prvek přirozenou součástí zemské kůry a do biosféry se dostává běžnými geotektonickými jevy, průmyslová aktivita lidstva doposud vedla ke zvýšení koncentrace rtuti o 450 % nad její přirozené množství. Velkým problémem je především bioakumulace organických sloučenin rtuti v potravním řetězci. Elementární rtuť (Hg0), která je velmi těkavá, se dostává do atmosféry, kde je abioticky oxidovaná na tzv. anorganickou rtuť (Hg2+). Ta se pak vrací do vodních zdrojů, půdy a rostlin, kde dále podléhá methylaci prostřednictvím metabolické aktivity anaerobních mikroorganismů.

Organická methylrtuť je po požití živočichy rychle a účinně absorbována v jejich zažívacím traktu – do organismu se takto asimiluje přes 80 % zkonzumovaného množství. Jakmile se methylrtuť dostane do těla, je prakticky nemožné se jí zbavit. Sloučenina je navíc schopna překonávat hematoencefalickou bariéru a prostupovat placentou, takže poškozuje nervový, kardiovaskulární, reprodukční i imunitní systém dotyčného jedince i případného plodu.

Z hlediska člověka je největším problémem kontaminace vodního prostředí, a to především v oblastech, které jsou závislé na rybolovu. Methylrtuť se vodou nejen dobře šíří, ale je rychle absorbována přítomnými rybami, přes které se dostává potravním řetězcem až do lidské populace. Kromě samotného negativního vlivu na člověka vede kontaminace rtutí ke snižování biodiverzity, a to i v tak významných oblastech, jako je národní park Everglades (Florida, USA), jezero Murray (Papua Nová Guinea), či povodí Amazonky.

Není tedy divu, že se jako lidstvo snažíme organické rtuti co nejúčinněji zbavit. V současnosti existuje několik metod založených na bioremediaci kontaminovaného prostředí prostřednictvím geneticky modifikovaných mikroorganismů a rostlin. Ty však mohou být použity pouze v oblastech, kde je rtuť přítomná volně v prostředí, nelze se tak zbavit organické rtuti, která je akumulovaná v rybách a dalších organismech.

S novým přístupem přišel australský vědecký tým pod vedením docenta Maselky. Ten použil dva mikrobiální enzymy z mer operonu kódovaného bakteriemi, které jsou přirozeně rezistentní vůči rtuti, a to lyázu MerB a reduktázu MerA. Tato kombinace vede k postupné přeměně methylrtuti až na plynnou elementární rtuť Hg⁰. Pomocí genetických modifikací vědci dané geny vložili jednak do octomilky obecné (Drosophila melanogaster) pro bioremediaci kontaminovaného odpadu, a také do dánia pruhovaného (Danio rerio), které může být použito pro dekontaminaci vody. Exprese enzymů v těchto organismech vedla ke snížení celkové koncentraci rtuti v daných jedincích o 64-83 %. Plynná Hg⁰ z nich jednoduše vytěkala. Zbývající rtuť navíc byla v anorganické formě (Hg²⁺), která podléhá výrazně nižší bioakumulaci než forma organická. Výzkum publikovaný v časopise Nature communications tedy můžeme prohlásit za velice úspěšný.

Je však jisté, že jsme teprve na začátku – využití geneticky modifikovaných živočichů pro bioremediaci je spojeno s rozsáhlým testováním, aby byl celý proces nejen co nejefektivnější, ale především bezpečný. Mimo jiné je např. nutno zajistit, aby se tyto organismy nemohly volně rozmnožovat a křížit s nemodifikovanými partnery. U hmyzu se navíc často používají geneticky modifikované nelétavé varianty, které však mají nižší životaschopnost. Kromě toho je také nutné, aby využití takovýchto živočichů bylo regulováno na legislativní úrovni.

Zdroje:

…moderní biologické preparáty založené na protilátkách obsahují protilátky odvozené od různých organismů?

Thu, 15 May 2025

Objev hybridomové technologie umožňující produkci monoklonálních protilátek byl přelomovým okamžikem pro řadu vědních a medicínských oborů. Za tento objev byla v roce 1984 udělena Nobelova cena a již o dva roky později (rok 1986), bylo schváleno první léčivo obsahující myší monoklonální protilátku. Jednalo se o preparát s názvem Orthoclone OKT3, který i přes veškeré nevýhody, které jeho aplikaci provázely, znamenal zásadní posun v oblasti transplantologie.

Hlavní nevýhoda preparátů tohoto typu spočívala ve skutečnosti, že myší protilátky jsou lidským organismem snadno rozpoznávány jako cizorodé a aktivují imunitní odpověď, která vede k jejich eliminaci. Výzkum se proto v této době zaměřil na nalezení postupu pro přípravu protilátek, které by svou strukturou co nejvíce odpovídaly protilátkám přirozeně produkovaným v lidském organismu.

V prvním kroku byly na trh zavedeny protilátky chimérní (rok 1994), ve kterých byly konstantní oblasti myších protilátek nahrazeny odpovídajícími oblastmi lidského původu. Záhy následovaly protilátky humanizované (rok 1997), v nichž byly myšího původu již jen části variabilních oblastí (tzv. CDRs – complementarity determining regions). Tímto způsobem byly úspěšně připraveny preparáty vykazující výrazně nižší imunogenitu než původní preparáty obsahující protilátky myší.

Od roku 2002 jsou na trhu dostupné i preparáty, které obsahují protilátky plně lidského původu. K jejich přípravě může být přistupováno různými způsoby. Využity mohou být například transgenní myši, do jejichž genomu byla vložena genetická informace pro syntézu lidských protilátek nebo metoda fágového displeje.

Díky výše popsaným inovacím je v současné době možné vyvíjet účinnější biologické léky, u nichž je výskyt nežádoucích účinků výrazně nižší než u původních preparátů, což umožňuje naplno využít jejich medicínský potenciál.

Více informací na toto téma můžete najít zde:
Harding FA, Stickler MM, Razo J, DuBridge RB. The immunogenicity of humanized and fully human antibodies: residual immunogenicity resides in the CDR regions. MAbs. 2010 May-Jun; 2(3):256-65. doi: 10.4161/mabs.2.3.11641.
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1984 – Press release – NobelPrize.org (https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1984/press-release/, staženo 10.5.2025)

Autorka textu: Eva Benešová, editorka textu: Tereza Branyšová

BIOTRIN vydává nové video: Jak NBT zlepšují vlastnosti plodin v našem jídelníčku?

Mon, 12 May 2025

Věděli jste, že pomocí nových technik šlechtění (NBT) lze snížit obsah akrylamidu v bramborech, zvýšit odolnost kukuřice vůči suchu nebo získat bezlepkovou odrůdu pšenice? Nejen to se dozvíte v našem novém videu zaměřeném na příklady plodin, které byly upraveny pomocí NBT a jež přinášejí značné benefity pro spotřebitele.

Navazujeme tak na první video zaměřené na obecné představení NBT a přibližujeme praktické využití editovaných plodin.

Objevujte s námi fascinující svět moderních biotechnologií a výhody, jež NBT pro náš každodenní život nabízejí!

Video naleznete zde:

#VIDEO|n-54Em-_8f8?si=7ki7ot6DjiMQ1HnF#

...požadavky na označování GM produktů se výrazně liší po celém světě?

Thu, 08 May 2025

Ve Spojených státech amerických (USA) platí od roku 2022 federální nařízení, které vyžaduje označování GM produktů jako „bioengineered“. Toto označení může být uvedeno formou textu, QR kódu nebo příslušného symbolu. Studie ukázaly, že zavedení povinného označování vedlo k poklesu prodeje GM potravin o 5,9 %, zatímco prodej ne-GM a bioproduktů mírně vzrostl. Tyto výsledky naznačují, že označování může ovlivnit spotřebitelské preference a nákupní chování, přestože GM potraviny často vynikají vyšší kvalitou, výživovou hodnotou a delší skladovatelností ve srovnání s konvenčními produkty.

V Kanadě je označování GM potravin dobrovolné, pokud se jejich vlastnosti významně neliší od konvenčních potravin. Dohled nad bezpečností a regulací GMO zde zajišťuje Kanadský úřad pro inspekci potravin a Ministerstvo zdravotnictví. Dobrovolné označování GM potravin nadále platí i na Filipínách, přestože zákony o povinném označování již byly těsně před schválením.

V Jižní Americe se pravidla pro označování GM produktů výrazně liší v závislosti na legislativě jednotlivých států. V Brazílii je povinné označovat GM potraviny, pokud obsahují více než 1 % GM složek, přičemž na obalu musí být symbol „T“ v trojúhelníku a nápis informující o obsahu GMO. Naopak v Argentině, která patří k největším producentům GM plodin, není označování GM potravin na obalech vyžadováno.

V Japonsku se povinné označování GM potravin vztahuje pouze na vybrané základní produkty, jako je sója nebo kukuřice, a to jen v případě, že obsahují více než 5 % GM složek. V Číně je označování povinné pro GM plodiny, avšak nemusí se vztahovat na všechny potraviny z nich vyrobené. Jihoafrická republika vyžaduje označování všech GM produktů i potravin s obsahem GM složek do 5 %, zatímco Keňa má ještě přísnější pravidla a označení je povinné u potravin s více než 1 % GM složek. Povinné značení GMO je zavedeno také v Malajsii a Austrálii, kde se vztahuje na potraviny obsahující více než 1 % GM složek a nesou označení „geneticky modifikované“.

Přístup jednotlivých zemí k označování GM potravin vychází nejen z legislativních požadavků, ale i z veřejného mínění a míry důvěry ve vědecké poznatky. Vývoj v této oblasti proto nadále ovlivňují politická rozhodnutí, technologický pokrok i měnící se preference spotřebitelů.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Geneticky upravené brambory odolnější vůči vlnám horka

Mon, 05 May 2025

Tým odborníků z Illinoiské univerzity v USA zveřejnil ve vědeckém časopise Global Change Biology výsledky výzkumu, který přináší průlom v pěstování brambor v podmínkách klimatických změn. Pomocí genetické modifikace se jim podařilo vytvořit odrůdu brambor schopnou ve vlnách veder produkovat až o 30 % větší hlízy, aniž by tím utrpěla jejich nutriční hodnota.

Aby bylo možné zajistit potravinovou bezpečnost v oblastech nejvíce ohrožených dopady globálního oteplování, je nezbytné vyvíjet plodiny odolné vůči častějším a intenzivnějším vlnám horka. Brambory přitom hrají klíčovou roli v globálním potravinovém systému – slouží jako základní potravina přibližně pro dvě třetiny světové populace. Nový výzkum potvrzuje, že genetická úprava může výrazně zvýšit jejich odolnost vůči teplotnímu stresu.

Vědecký tým se zaměřil na proces zvaný fotorespirace, který je u brambor – stejně jako u dalších plodin, například sóji, rýže nebo zeleniny – za vysokých teplot výrazně neefektivní a může vést ke ztrátám výnosů až o 40 %. Fotorespirace, známá také jako oxidační fotosyntetický cyklus uhlíku, je metabolický proces, při němž enzym RuBisCo reaguje s kyslíkem namísto oxidu uhličitého. Enzym tedy nevykonává svou primární funkci fixace oxidu uhličitého, ale dochází k nežádoucí reakci s kyslíkem. Při této reakci vzniká vedlejší produkt – glykolát, který následně vstupuje do fotorespirační dráhy.

Ačkoli se jedná o přirozenou a nezbytnou součást metabolismu rostlin, fotorespirace spotřebovává velké množství energie získané fotosyntézou, a protože nepřispívá k růstu rostliny, negativně ovlivňuje její celkovou produkci. Vliv fotorespirace na výnosy se dále prohlubuje v suchém a horkém klimatu, kde se tato reakce vyskytuje častěji v důsledku zvýšené afinity enzymu RuBisCo ke kyslíku při vyšších teplotách.

Aby se tyto ztráty minimalizovaly, upravili vědci rostliny tak, aby obešly původní fotorespirační cestu. Díky této úpravě dokázaly efektivněji využívat energii získanou fotosyntézou, což vedlo k tvorbě výrazně větších hlíz. Polní pokusy prokázaly až 30% nárůst jejich hmotnosti, což jasně ukazuje, že zlepšení fotosyntetických procesů může zásadně přispět k vývoji plodin lépe přizpůsobených budoucím klimatickým podmínkám.

Zdroje:

...kromě hlavních zemědělských plodin existují i geneticky modifikované tropické a subtropické plodiny?

Thu, 01 May 2025

Papája pochází z jižního Mexika a Střední Ameriky, dnes se však pěstuje v tropických a subtropických oblastech po celém světě. Původní divoké formy papáji mají jen malé plody s minimem dužiny, zatímco domestikované odrůdy byly šlechtěny pro větší výnos. Hlavním problémem tradičně pěstované papáji je jejich vysoká citlivost na virus kroužkovitosti papáji, tzv. Papaya Ringspot Virus, který způsobuje zakrnění rostlin a ztrátu úrody.

Papaya Ringspot Virus poprvé zasáhl ve 40. letech 20. století na Havaji a do 90. let se rozšířil do téměř všech oblastí, kde se papája pěstovala, což vedlo k poklesu produkce o 50 % mezi lety 1993-2006. Aby se zabránilo úpadku pěstování papáji, havajský vědec Dennis Gonsalves z Cornell University vyvinul geneticky modifikovanou odrůdu Rainbow papaya, která byla odolná vůči viru. Tato odrůda, uvedená na trh v roce 1998, obsahuje část genomu viru, díky čemuž rostlina produkuje virové proteiny a získává imunitu vůči infekci. To nejen zvýšilo výnosy papáji a její odolnost vůči škůdcům, ale také snížilo potřebu chemických postřiků a hnojiv.

Aby byla GM papája dostupná co největšímu počtu farmářů, spolupracoval Gonsalvesův tým s veřejným i soukromým sektorem na jejím rozšíření. Dnes GM papája tvoří více než 90 % produkce papáji na Havaji a celkově v USA. V roce 2011 schválilo Japonsko její dovoz, čímž havajští pěstitelé získali významný exportní trh. Mezitím Čína vyvinula vlastní geneticky modifikovanou papáju a stala se tak jedním z jejích největších producentů. Kanada GM papáju sice dováží, ale nepěstuje ji komerčně. Evropská unie dosud neschválila její dovoz ani pěstování.

Více informací o GM papáje můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Od fosilie k budoucnosti – druhá šance pro pravlka či mamuta

Mon, 28 Apr 2025

Colossal Biosciences Inc. je americká biotechnologická společnost založená v roce 2021 genetikem z Harvardu Georgem Churchem a technologickým podnikatelem Benem Lammem. Firma se proslavila svým ambiciózním cílem navrátit do života několik vyhynulých druhů, mezi nimi například mamuta srstnatého, tasmánského tygra, severního bílého nosorožce, pravlka obrovského a ptáka dodo. Firma využívá nejmodernější metody genetického inženýrství a reprodukční biologie s cílem podpořit ochranu biologické rozmanitosti a obnovu narušených ekosystémů a je průkopníkem v oblasti tzv. de-extinkce. De-extinkce je proces, při němž jsou pomocí moderních biotechnologií vytvářeni jedinci, kteří vykazují charakteristiky vyhynulých druhů. Nejambicióznějším cílem společnosti je oživení mamuta, které plánují uskutečnit do roku 2028.

Úspěšným začátkem tohoto úsilí bylo vytvoření tzv. „vlněných myší“ (angl. woolly mouse), o jejichž narození společnost informovala v březnu 2025. Tyto roztomilé geneticky modifikované laboratorní myši mají upraveno devět genů. Sedm z nich bylo vybráno kvůli vlivu na růst srsti, dva další (včetně FGF5 a MC1R) pak mají známé analogie u mamutů a ovlivňují pigmentaci, hustotu a délku srsti. Jeden z genů je rovněž spojen s metabolismem tuků, což by mohlo zvýšit odolnost organismu vůči chladu. Z přibližně 250 geneticky modifikovaných embryí se narodilo 38 životaschopných jedinců vykazujících požadované znaky, nicméně zatím nebyla testována jejich skutečná odolnost vůči nízkým teplotám.

V dubnu 2025 Colossal Biosciences oznámila narození tří štěňat geneticky modifikovaného zvířete, které se svým vzhledem i genetickým profilem velmi blíží dávno vyhynulému pravlkovi obrovskému (angl. dire wolf, Canis dirus, nověji i Aenocyon dirus). Využitím kombinace klonování, editace genomu a analýzy starověké DNA se podařilo vytvořit hybrid, který sdílí s dnešním šedým vlkem přibližně 99,5 % genetického materiálu. Vybrané genetické varianty byly upraveny tak, aby se u zvířat projevily znaky typické pro pravlka, tj. robustní stavba těla a hustá bílá srst. Štěňata aktuálně žijí pod neustálým dohledem kamer, dronů a bezpečnostního personálu v rozsáhlém výzkumném areálu o rozloze 2 000 akrů. Společnost plánuje další rozšiřování smečky.

Colossal Biosciences se však nejvíce proslavila projektem zaměřeným na oživení mamuta srstnatého (Mammuthus primigenius). Tento ikonický druh, který vyhynul před zhruba 4 000 lety, přežíval nejdéle na Wrangelově ostrově u Sibiře, odkud pochází i část zachovalé DNA. Cílem společnosti je vytvořit geneticky modifikovaného slona, který by nesl klíčové znaky mamuta, tj. hustou srst s dobrými izolačními vlastnostmi, zvýšenou odolnost vůči chladu a metabolismus přizpůsobený životu v drsných podmínkách. Společnost plánuje do roku 2028 vytvořit první hybridní mláďata a vypustit je zpět do arktické tundry. Tam by jejich přítomnost mohla pomoci zpomalit tání permafrostu tím, že budou svým pohybem utužovat sníh. Vedle mamuta a pravlka pracuje společnost i na projektu návratu tasmánského tygra (Thylacinus cynocephalus), který by se měl znovu objevit v jeho přirozeném prostředí v Tasmánii a širší oblasti Austrálie.

Zatímco myšlenka de-extinkce vzbuzuje u části veřejnosti a ekologů nadšení, protože v ní vidí možnost obnovy narušených ekosystémů a ochrany současných ohrožených druhů, jiní odborníci varují před možnými riziky. Upozorňují mimo jiné na možné technické potíže při přenosu metod pro úpravy složitějších organismů, jako jsou sloni, stejně jako na etické otázky a vysoké finanční náklady.

Snaha vracet pomocí moderních technologií do přírody druhy podobné těm vyhynulým je navíc někdy v médiích či různých komentářích nepřesně označována jako „oživení“ druhu, což může být zavádějící. Ve skutečnosti jde o velmi složitý proces, při němž vědci využívají genetiku, šlechtění a/nebo klonování, aby vytvořili zvíře, které se původnímu druhu co nejvíce podobá a může v přírodě plnit podobnou roli.

Tato zjednodušená a někdy až dramaticky komentovaná interpretace však může u části veřejnosti vyvolávat obavy, nedůvěru nebo přispívat k šíření nepodložených konspiračních teorií. Hlavním cílem de-extinkce je přitom především snaha napravit škody způsobené přírodě. Vedlejšími přínosy mohou být technologický a vědecký pokrok či zvýšení zájmu veřejnosti o ochranu životního prostředí.

Zdroje:

Nová položka v NBT knihovně – Okurka odolná k chladu

Thu, 24 Apr 2025

Okurka setá (Cucumis sativus L.) patří mezi významné celosvětově pěstované plodiny. Tato rostlina pocházející z Indie nejlépe roste při teplotách 18-30 °C, je však mimořádně citlivá na chlad ve všech fázích svého životního cyklu. Nízké teploty komplikují pěstování zemědělských plodin v mnoha částech světa. I přes intenzivní výzkum stále není zcela jasné, proč některé rostliny snášejí chlad lépe než jiné.

Vědecký průlom přinesla celogenomová asociační studie (GWAS), která odhalila klíčovou genetickou variantu v genu STAYGREEN (CsSGR) u okurky, související s odolností vůči chladu. Pomocí technologie CRISPR vytvořili rostliny s vyřazeným genem CsSGR, které lépe snášejí nízké teploty, obsahují více chlorofylu a produkují méně škodlivých reaktivních forem kyslíku (ROS) při teplotním stresu.

Zajímavé je, že tyto mutantní rostliny vykazují zvýšenou odolnost nejen vůči chladu, ale také vůči suchu, zasolení a patogenu Pseudoperonospora cubensis. Gen CsSGR proto představuje slibný cíl pro šlechtění odolnějších okurek, které by mohly prosperovat i v náročnějších klimatických podmínkách.

Více na: Okurka odolná k chladu

Geneticky modifikovaná rýže jako nástroj léčby senné rýmy

Tue, 22 Apr 2025

Vědci z Národní organizace pro zemědělství a výživu (National Agriculture and Food Research Organization, NARO) v Japonsku sklidili 440 kilogramů geneticky modifikované (GM) rýže, která má potenciál léčit sennou rýmu způsobenou pylem japonského cedru. Senná rýma je způsobena alergií vyvolanou přehnanou reakcí imunitního systému na pyl, který se dostane do kontaktu s tělem. Tento projekt vývoje anti-alergenní rýže probíhá v Japonsku již od roku 2000 a nyní se posouvá směrem ke klinickému využití.

Výzkumníci geneticky upravili existující odrůdu rýže Kitaake tak, aby produkovala modifikované Cry j 1 a Cry j 2 alergeny (hlavní alergeny nacházející se v pylu japonského cedru) se sníženou IgE reaktivitou. Cílem této úpravy je rýže s menším množstvím modifikovaných alergenů, jejíž pravidelná konzumace by mohla snížit citlivost organismu a potlačovat příznaky alergie. Společnost NARO začala s vývojem tohoto nového druhu rýže v roce 2000 a již v roce 2003 úspěšně uvedla rýži s podobnými účinky proti cedrovému pylu. Původně se předpokládalo, že bude distribuována jako potravina, ale později se pozornost zaměřila na vytvoření léku z této plodiny.

Výzkum pokročil k omezeným klinickým studiím na lidech v letech 2013 až 2018, kdy NARO spolupracovala s Lékařskou fakultou Univerzity Jikei v Tokiu. Během těchto studií účastníci konzumovali tuto rýži, aby se zjistilo, zda skutečně účinně zmírňuje alergie na pyl japonského cedru. Výsledky naznačily, že konzumace rýže by mohla přispět ke snížení frekvence kýchání a snížení potřeby léků. Rovněž bylo pozorováno zlepšení subjektivních příznaků, protože někteří účastníci uváděli, že se cítí lépe.

Projekt byl však následně pozastaven kvůli překážkám ze strany ministerstva zemědělství. Ministerstvo argumentovalo tím, že využití GM alergenů v imunoterapii senné rýmy nebylo v té době běžné. Dalším problémem bylo, že klinická studie zahrnovala pouze malou skupinu lidí, a proto se nepodařilo jasně prokázat terapeutický potenciál rýže.

V květnu 2023 se ale změnila situace, protože byla schválena nová klinická studie pod záštitou ministerstva zemědělství zaměřená na komercializaci rýže obsahující alergeny cedru.

Průběžná zpráva pracovní skupiny vytvořené v rámci ministerstva, vydaná v červnu minulého roku, navrhla extrakci aktivní složky z této rýže obsahující alergeny cedru. Předpokládá se, že tato chemická látka bude použita ve formě prášku v dalších experimentech s cílem vyvinout radikální léčbu senné rýmy. Většina konvenčních léků na alergii na cedrový pyl má za cíl pouze zmírnit příznaky. V současnosti pacienti hledající radikální léčbu k odstranění alergií nemají jinou možnost než užívat specializované tablety nebo kapky pro sublingvální imunoterapii nebo podstupovat subkutánní injekce s alergeny. Tyto metody však využívají neinhibované alergeny z japonského cedru a mezi jejich vedlejší účinky patří i závažné alergické reakce.

Oproti tomu by imunoterapie s využitím rýže obsahující alergeny cedru měla ideálně potlačit tyto alarmující účinky, protože zahrnuje mnohem menší podíl skutečného alergenu. Doktor Tomonori Endo, vedoucí otolaryngologického oddělení Tokijské nemocnice Kjósai, který se podílel i na předchozí klinické studii, uvedl, že tento imunoterapeutický přípravek by mohl účinně zmírňovat příznaky senné rýmy bez vyvolání nežádoucích účinků a mohl by představovat bezprecedentní léčbu nové generace s potenciálně dlouhodobými účinky. Také zdůraznil, že začlenění odlišných genů do rýže by mohlo umožnit využití této základní potraviny i pro léčbu jiných alergií.

Obnovený výzkum musí řešit několik významných výzev. Plánovaná klinická studie musí vyhodnotit účinnost a bezpečnost léku odvozeného z rýže na velkém počtu subjektů po dobu dvou až tří let. Dále musí potvrdit, zda pozitivní účinky přetrvávají i po ukončení podávání léku. Dalším problémem je zajištění stabilní dodávky rýže, která slouží jako klíčová složka pro plánovaný lék.
Vzhledem k těmto obtížím doktor Endo odhaduje, že bude pravděpodobně zapotřebí dalších pět až deset let, než bude tento revoluční lék připraven k veřejnému užívání. Nicméně zájem o využití GM plodin pro léčebné účely a potenciál této rýže pro léčbu i jiných alergií je značný.

Zdroje:

...označování a kontrola GM produktů se v jednotlivých zemích liší v závislosti na legislativě a přístupu k biotechnologiím a genetickým modifikacím?

Thu, 17 Apr 2025

Nejpřísnější pravidla pro označování GM produktů má Evropská unie (EU). Označování GM produktů podléhá Nařízení Evropského parlamentu (EP) a Rady (R) č. 1829/2003 článku 13(1) a 25(2) a Nařízení EP a R č. 1830/2003 článku 4(6). Označit GMO a jejich produkty je povinen pěstitel GM plodiny, dovozce, zpracovatel, přepravce nebo kdokoliv, kdo nakládá s GMO.

V EU platí, že veškeré potraviny a krmiva obsahující více než 0,9 % GM složek musí být jasně označeny. Konkrétně to znamená, že pokud potravina obsahuje více než 0,9 % GM složek, musí být na obalu uvedeno označení jako "geneticky modifikovaný organismus", „obsahuje geneticky modifikovaný organismus“ nebo „vyrobený z geneticky modifikované řepky/kukuřice” atd. Zároveň to platí i pro zpracované produkty, pokud obsahují složky vyrobené z GM plodin. Naopak pokud se jedná o živočišné produkty jako je maso, mléko nebo vejce od zvířat krmených GM krmivem, označení se nevyžadují.

U nebalených GM produktů nebo u balených produktů malých rozměrů (plocha menší než 10 cm²), musí být označení o GMO na boxu nebo regálu s vystaveným produktem (nebo těsně vedle produktu). Pokud se nejedná o potravinu, ale komoditu, krmivo či surovinu s jiným účelem použití (např. GM řepka pro výrobu bioplynu), je požadováno označení “není určeno pro pěstování“. Povinné značení se týká pouze GMO, které byly v EU povoleny na trh. Pokud nemá daný GM produkt povolení v EU, žádná tolerance u něj neplatí.

Některé země EU, jako Rakousko, Francie, Lucembursko nebo Německo, si stanovily vlastní pravidla pro označování. Zavádějí označení „bez GMO“ pro potraviny, které geneticky modifikované složky běžně neobsahují. Tento přístup slouží především jako marketingová strategie a poskytuje spotřebitelům možnost vědomě si vybrat produkty bez GMO.

Označování a kontrola GM produktů hrají klíčovou roli v informovanosti spotřebitelů a zajištění bezpečnosti potravinového řetězce. Různé přístupy v jednotlivých zemích však mohou vést k rozdílným podmínkám pro pěstování, distribuci a prodej GM potravin po celém světě.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová

Průlom ve šlechtění rýže: Vysoké výnosy a nízké emise metanu

Mon, 14 Apr 2025

Mezinárodní tým vědců dosáhl významného pokroku v boji proti změně klimatu vyvinutím nové odrůdy rýže, která výrazně snižuje emise metanu, ale zachovává vysoké výnosy. Rýže, jedna z hlavních světových potravin, je zodpovědná za přibližně 13 % celosvětových emisí metanu antropogenního původu. Tradičně se však pěstuje na zaplavených polích, což vytváří ideální prostředí pro mikroorganismy produkující metan.

Vědci se zaměřili na pochopení chemických procesů vedoucích k produkci metanu a ve studii publikované v časopise Molecular Plant identifikovali klíčové sloučeniny. Zjistili, že vyšší hladiny fumarátu v kořenových exudátech podporují množení metanogenních mikroorganismů, zatímco vyšší obsah etanolu naopak produkci metanu potlačuje. Počáteční výzkum porovnával dvě odrůdy rýže: geneticky modifikovanou SUSIBA2 s nízkými emisemi metanu a standardní odrůdu Nipponbare. Při detailní analýze kořenových výměšků vědci objevili, že kořeny SUSIBA2 produkují výrazně méně fumarátu a naopak více etanolu, což vysvětluje její nižší produkci metanu.

Na základě těchto poznatků výzkumný tým ze Švédské univerzity zemědělských věd ve spolupráci s čínskými kolegy vyvinul novou odrůdu rýže bez použití genetické modifikace. Zkřížili starší, komerčně nevyužívané odrůdy s přirozeně nízkými emisemi metanu (ačkoli s nízkými výnosy) s vysoce výnosnými moderními kultivary. Výsledkem tříletého šlechtění je nová odrůda, která snižuje emise metanu až o 70 % a dosahuje výnosů 8,96 tun/hektar – téměř dvojnásobek světového průměru 4,71 t/ha v roce 2024.

I přes slibné výsledky čelí zavedení této nové odrůdy několika výzvám. Jednou z nich je její citlivost na teploty nad 35 °C, což je problematické v kontextu globálního oteplování, zejména v hlavních oblastech pěstování rýže v Asii. Druhou výzvou je získání potřebných regulačních povolení, k čemuž výzkumníci založili specializovanou společnost Green Rice Sweden. Nejnáročnějším úkolem však bude přesvědčit pěstitele rýže po celém světě, aby tuto novou odrůdu skutečně adoptovali.

Jako alternativní řešení, zejména pro teplejší oblasti, vědci testují přidávání kombinace oxantelu (inhibitoru fumarázy) a etanolu do půdy, což snížilo emise metanu přibližně o 60 % bez negativního vlivu na výnosy. Oxantel je již schválen jako lék proti střevním parazitům u lidí a zvířat, což naznačuje jeho potenciální bezpečnost. Při aplikaci oxantelu i při všech ostatních zemědělských inovacích výzkumníci kladou velký důraz na zachování rovnováhy půdního mikrobiomu. Jak zdůrazňují, cílem těchto metod je pouze cílené snížení počtu producentů metanu, nikoliv narušení celkové půdní mikrobiologie, která zůstává klíčová pro zdraví rostlin a udržitelnou produkci.

Úspěšné rozšíření této inovace by mohlo mít významný dopad na zmírnění klimatické změny. Studie ukazuje, že je možné dosáhnout vysokých výnosů při současném snížení environmentálních dopadů, a to i pomocí tradičních šlechtitelských metod.

Zdroje:

...mRNA vakcíny nemusí být cíleny jen na COVID-19?

Thu, 10 Apr 2025

mRNA vakcíny představují zcela nový typ vakcín, ve kterém nejsou využívány celé organismy, či jejich proteiny, aby vyvolaly imunitní odpověď organismu, ale pouze genetická informace, která představuje návod k syntéze příslušného proteinu až uvnitř organismu. Většina z nás má mRNA vakcíny spojené s obdobím pandemie COVIDu-19, během kterého byla schválena první vakcína tohoto typu.

Věda se však s takto omezeným využitím nově nabytých poznatků nesmířila a snaží se tento potenciál využít v boji proti dalším onemocněním. Mezi největší hráče na tomto poli patří firmy BioNTech, Moderna, Pfizer či CureVac. Vzhledem k úspěšnému použití prvních schválených mRNA vakcín v boji proti koronaviru SARS-CoV-2 není s podivem, že mnoho dalších vakcín, které jsou nyní v různých fázích klinických testů, je cíleno na infekční onemocnění včetně AIDS či chřipky. Zároveň je však testována i celá řada přípravků určených k léčbě nádorových onemocnění, včetně tak obávaných typů rakoviny, jako je rakovina slinivky břišní, rakovina plic či melanom.

Do budoucna se proto otevírá otázka, zda to budou právě mRNA vakcíny, které přinesou nové možnosti léčby těchto závažných onemocnění.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

https://www.biontech.com/int/en/home/pipeline-and-products/pipeline.html#bnt116-non-small-cell-lung-cancer
https://www.sciencenews.org/article/cancer-vaccine-mrna-pancreas-nih
Munazza F., Pil-Gu P., Kee-Jong H.: Clinical advancements in mRNA vaccines against viral infections, Clinical Immunology, 271 (2025). https://doi.org/10.1016/j.clim.2024.110424
https://clinicaltrials.gov/

Autorka textu: Eva Benešová, editorka textu: Tereza Branyšová

Španělští vědci vyvinuli 'zlatý' salát s rekordním obsahem beta-karotenu

Mon, 07 Apr 2025

Vědci z Výzkumného ústavu pro molekulární a buněčnou biologii rostlin (IBMCP), společného pracoviště Španělské národní rady pro výzkum (CSIC) a Politické univerzity ve Valencii (UPV) dosáhli významného pokroku v oblasti biofortifikace rostlin. Jejich inovativní metoda umožňuje významně zvýšit obsah beta-karotenu v listech a dalších zelených rostlinných pletivech, což představuje významný krok vpřed v oblasti výživy a zemědělství. Výsledky byly zveřejněny v časopise Plant Journal.

Beta-karoten, který patří mezi nejvýznamnější karotenoidy, je klíčovou sloučeninou pro lidské zdraví. Jako primární prekurzor retinoidů, včetně vitaminu A, hraje zásadní roli v několika základních tělesných funkcích. Mezi ty nejdůležitější patří správné fungování zraku, proliferace a diferenciace buněk a podpora imunitního systému. Karotenoidy jsou přirozeně se vyskytující pigmenty v rostlinách a dalších fotosyntetizujících organismech.

Vzhledem k významu beta-karotenu pro lidské zdraví bylo klíčovým úkolem zmíněného vědeckého týmu najít způsob, jak zvýšit obsah beta-karotenu v listech rostlin, ale zároveň nenarušit jejich životně důležité procesy, především fotosyntézu. Pro správné fungování fotosyntézy je totiž nezbytná přesně vyvážená hladina karotenoidů včetně beta-karotenu ve fotosyntetických komplexech chloroplastů – jak příliš vysoké, tak příliš nízké množství může narušit jejich funkci a vést až k odumření listů.

Výzkumníci vyřešili problém s rovnováhou beta-karotenu pomocí kombinace biotechnologických technik a ošetření vysokou intenzitou světla. Vyvinuli metodu využívající dva různé přístupy k ukládání beta-karotenu v netradičních místech rostlinné buňky. První přístup spočívá v ukládání beta-karotenu v plastoglobulech – tukových zásobních vezikulách uvnitř chloroplastů, které se běžně neúčastní fotosyntézy ani nehromadí karotenoidy. Druhá strategie využívá biotechnologické přístupy k produkci beta-karotenu mimo chloroplasty, ve vezikulách v cytosolu. Pomocí molekulárních technik a intenzivního světla se podařilo stimulovat tvorbu plastoglobulů, což nejen zvýšilo množství uloženého beta-karotenu, ale také zlepšilo jeho biologickou dostupnost pro lidský organismus.

Kombinací obou přístupů dosáhli výzkumníci pozoruhodných výsledků – až třicetinásobného zvýšení přístupných hladin beta-karotenu ve srovnání s neošetřenými listy. Tento dramatický nárůst se vizuálně projevil charakteristickou zlatavou barvou listů salátu. Schopnost produkovat a skladovat beta-karoten ve velmi vysokých hladinách a v biologicky přístupnější formě mimo jeho obvyklá místa výskytu otevírá nové možnosti pro zlepšení výživové hodnoty různých druhů listové zeleniny, jako je salát, mangold nebo špenát. Pro spotřebitele je pak klíčové i to, že tato metoda zachovává charakteristickou vůni a chuť upravených rostlin.

Tento výzkum představuje významný krok vpřed v boji proti nedostatku vitaminu A v lidské stravě a ukazuje potenciál biotechnologických přístupů při řešení globálních výživových problémů.

Zdroje: