Sója luštinatá (Glycine max) je klíčovou surovinou pro výrobu rostlinného oleje i syntézu biopaliv. Sójový olej se skládá převážně z triacylglycerolů (TAG), které obsahují charakteristickou směs mastných kyselin. Obvykle převažují polynenasycené mastné kyseliny (PUFA; přibližně 62 %), zatímco mononenasycené mastné kyseliny (MUFA; 23 %) a nasycené mastné kyseliny (SFA; 15 %) jsou zastoupeny v menší míře. Vysoká koncentrace PUFA, konkrétně kyseliny linolenové (C18:3) a kyseliny linolové (C18:2), však významně přispívá k oxidačnímu žluknutí, změně chuti a krátké trvanlivosti sójového oleje. Naproti tomu zvýšený obsah MUFA, například kyseliny olejové (C18:1), v rostlinných olejích může mít významné zdravotní přínosy a také zlepšenou oxidační stabilitu, která je nezbytná jak pro použití v potravinářství, tak pro syntézu bionafty a dalších obnovitelných zdrojů. 

Vědci se proto zabývali možností navýšení obsahu MUFA v sójovém oleji ve srovnání se standardním složením. Dřívější výzkumy prokázaly, že vyřazení (knockout) genů pro fosfatidylcholin:diacylglycerol cholinfosfotransferasu (PDCT) zvyšuje hladiny MUFA a zároveň snižuje hladiny PUFA u huseníčku rolního (Arabidopsis thaliana), katránu etiopského (Crambe abyssinica) a penízku rolního (Thlaspi arvense). O biochemických vlastnostech PDCT u hlavních polních plodin včetně sóji však dosud bylo známo jen velmi málo. 

Vědci ze Severovýchodní zemědělské univerzity (Northeast Agricultural University) v Číně identifikovali v genomu sóji dva blízké homology, GmPDCT1 a GmPDCT2, dříve popsaného genu PDCT (At3g15820) u Arabidopsis thaliana. Tyto homology měli srovnatelné genové složení a konzervované motivy. Dále bylo prokázáno, že aktivita obou genů výrazně narůstá během středních a pozdních fází vývoje sójových semen. To naznačuje, že hrají důležitou roli právě v období, kdy se v semenech intenzivně tvoří zásobní látky, včetně oleje. 

Pro další objasnění významu GmPDCT ve složení mastných kyselin v sójovém oleji byly tyto geny knockoutovány pomocí metody CRISPR/Cas9. Získáno tak bylo několik pozitivních linií se současně editovanými GmPDCT1 i GmPDCT2. Analýza DNA (PCR, Sangerovo sekvenování) potvrdila, že v cílových místech došlo k inzerci/deleci, které ve většině případů vedly k předčasnému ukončení translace a zabránily tak tvorbě funkčního proteinu. Tyto změny byly stabilní a přenášely se do dalších generací rostlin (T1, T2). Zároveň nebyly zaznamenány žádné nechtěné zásahy do jiných částí genomu, ani rozdíly ve velikosti a hmotnosti semen nebo ve viditelných růstových fenotypech mutantních linií.

Struktura děložních lístků a celkový obsah proteinů a oleje v mutantních semenech zůstaly v porovnání s nemodifikovanými kontrolními („wild type“, WT) liniemi nezměněny. Mutanty gmpdct1 gmpdct2 však vykazovaly výrazné změny ve složení mastných kyselin. Průměrný obsah kyseliny olejové (C18:1) byl v mutantních semenech téměř 2,5krát vyšší než u WT, zatímco obsahy kyseliny linolové (C18:2) a kyseliny linolenové (C18:3) byly výrazně sníženy. 

Pro hlubší objasnění změn v metabolismu lipidů u mutantů gmpdct1 gmpdct2 bylo analyzováno také složení lipidů ve vyvíjecích se semenech. Výsledky prokázaly významný posun ve skladbě lipidů: u mutantních linií převažovaly TAG obsahující MUFA, zatímco TAG bohaté na PUFA (zejména C18:3 a C18:2) byly v porovnání s liniemi WT zastoupeny méně. Obdobný trend byl pozorován také u dalších lipidových složek, jako jsou diacylglyceroly (DAG) a fosfatidylcholin, kde rovněž v mutantních liniích převažovaly formy s vyšším obsahem MUFA. 

Dosažené výsledky prokázaly, že u mutantů s nefunkčními geny GmPDCT dochází k výraznému nárůstu C18:1 v TAG, DAG i fosfatidylcholinu spolu se souběžným poklesem PUFA. Tyto změny naznačují, že syntéza TAG prostřednictvím de novo (Kennedyho) dráhy, vycházející z acylace glycerol-3-fosfátu, byla posílena, zatímco přenos mastných kyselin z fosfatidylcholinu do zásobního oleje byl v důsledku knockoutu GmPDCT omezen. Lze tak konstatovat, že se pomocí metody CRISPR/Cas9 podařilo úspěšně vytvořit sójové linie se zvýšeným obsahem MUFA. 

Získané poznatky o funkci GmPDCT poskytují řadu příležitostí k cílené modifikaci složení rostlinných olejů s cílem zlepšit jejich nutriční hodnotu a oxidační stabilitu (trvanlivost).

Aktualizace ke dni: 29.1.2026