Víte, že..?

Komáři patří mezi významné přenašeče infekčních onemocnění, jako jsou malárie nebo horečka dengue. K jejich regulaci se dlouhodobě používají chemické insekticidy, vůči nimž si však komáři stále častěji vytvářejí rezistenci. Jednou z možných alternativ jsou proto entomopatogenní houby, které přirozeně napadají a usmrcují hmyz.

Jednou z nich je Metarhizium pingshaense, která dokáže komáry usmrcovat pomocí svých spor. Vědci zjistili, že hmyz kolonizovaný houbami rodu Metarhizium produkuje těkavou látku longifolen. Ta přirozeně přitahuje další jedince, čímž pomáhá k šíření houby. Vědci se proto rozhodli tento přirozený mechanismus posílit. Do houby M. pingshaense vložili gen pro enzym z borovice zodpovědný za tvorbu longifolenu, díky čemuž geneticky upravená houba produkovala této látky mnohem více. Takové spory pak účinně lákaly a následně usmrcovaly komáry několika druhů. 

Upravená houba byla účinná proti samcům i samicím několika druhů komárů, včetně Aedes albopictus, Anopheles sinensis a Culex pipiens. Její účinnost zůstávala vysoká i v přítomnosti člověka nebo skutečných kvetoucích rostlin a mortalita komárů přesahovala 90 %.

Výhodou tohoto přístupu je, že využívá přirozeného chování komárů a mohl by doplnit tradiční insekticidy, jejichž účinnost kvůli vznikající rezistenci klesá. Pokud by se komáři začali longifolenu vyhýbat, mohlo by to být nevýhodné i pro jejich schopnost vyhledávat květy. Výsledky tak ukazují nový možný způsob cílené biologické regulace komárů a omezení šíření nemocí (malárie, horečka dengue), které přenášejí.

Více informací můžete najít zde: 

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Mokoš​​​​​​

V dubnu 2026 schválil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) přípravek Otarmeni™ (lunsotogene parvec-cwha) – první genovou terapii určenou k léčbě geneticky podmíněné ztráty sluchu. U některých pacientů dokázala jednorázová léčba obnovit sluch dokonce do normálního rozmezí.

Přibližně polovinu vrozených případů ztráty sluchu způsobují genetické změny. Jednou z příčin jsou varianty genu OTOF, který nese informaci pro tvorbu proteinu otoferlinu, nezbytného pro přenos zvukového signálu z buněk vnitřního ucha ke sluchovému nervu. Pokud jsou obě kopie genu nefunkční, může vzniknout těžká až hluboká ztráta sluchu, přestože struktury vnitřního ucha zůstávají zachované.

Nová terapie využívá modifikované nepatogenní adeno-asociované virové vektory (AAV), které do buněk vnitřního ucha dopravují funkční genetickou informaci pro gen OTOF. Buňky tak mohou opět vytvářet otoferlin a obnovit přenos zvukového signálu. Terapie se podává jednorázově přímo do vnitřního ucha v celkové anestezii, postupem podobným zavedení kochleárního implantátu – zařízení, které elektricky stimuluje sluchový nerv.

Ve studii CHORD u dětí ve věku 10 měsíců až 16 let dosáhlo po 24 týdnech 80 % (16 z 20) hodnocených pacientů výrazného zlepšení sluchu. Při delším sledování dosáhlo 42 % (5 z 12) sluchu v normálním rozmezí.

Otarmeni není univerzální léčbou hluchoty – je určeno pacientům s těžkou až hlubokou ztrátou sluchu způsobenou potvrzenými variantami obou kopií genu OTOF. Jeho schválení však představuje významný milník: léčba se nezaměřuje pouze na kompenzaci ztráty sluchu, ale přímo na její genetickou příčinu a obnovení přirozené sluchové funkce.

Více informací můžete najít zde: 

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Mokoš​​​​​​

Penízek rolní (Thlaspi arvense) je rostlina z čeledi brukvovitých, která je považována za běžně rozšířený polní plevel. Jediná rostlina může vytvořit až 2 000 semen, což přispívá k jejímu snadnému šíření po zemědělských plochách. Část semen navíc zůstává dormantní a může dlouhodobě přežívat v půdě. Penízek navíc může hostit škůdce a původce chorob kulturních plodin.

Jeho využití jako užitkové plodiny omezuje především vysoký obsah glukosinolátů, zejména sinigrinu. Tyto látky mohou snižovat chutnost krmiva a ve větším množství způsobovat hospodářským zvířatům zdravotní problémy. Rozdrcené části rostliny navíc uvolňují charakteristický česnekový zápach, který může negativně ovlivnit chuť mléka a masa.

Vědci proto využili de novo domestikaci, při níž pomocí cílených genetických úprav mění vybrané vlastnosti planých rostlin tak, aby byly vhodnější pro zemědělské využití. U penízku rolního pomocí technologie CRISPR-Cas9 vytvořili z mrazuvzdorného a rychle rostoucího plevelu perspektivní olejnatou meziplodinu. Díky této technologii se podařilo snížit obsah glukosinolátů v semenech až o 75 % a zároveň omezit dormanci semen, a tím i riziko zaplevelení polí.

Jedním z cílů editace byl také gen TT8, který ovlivňuje vlastnosti semenného obalu a dormanci. Jeho editace vedla k výraznému snížení schopnosti semen přežívat v půdě. Zatímco u planého typu zůstávalo po dvou letech v půdě životaschopných přibližně 60 % semen, u linií s editovaným genem TT8 nebyla po 12 měsících nalezena žádná životaschopná semena.

Takto domestikovaný penízek by mohl být pěstován mezi dvěma hlavními letními plodinami, což by umožnilo během dvou let získat až tři tržní sklizně. Zároveň by mohl poskytovat výhody krycích plodin. Z běžného plevele se tak díky cílené editaci genomu může stát nová zemědělsky využitelná plodina.

Více informací můžete najít zde: 

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Mokoš​​​​​​

Při vyslovení pojmu virus se většině lidí vybaví celá řada onemocnění, mezi která patří například chřipka, neštovice, spalničky nebo AIDS. Na viry však lze pohlížet i z jiné, z lidského pohledu výrazně prospěšnější perspektivy, a to jako na velmi účinné nástroje pro řadu biotechnologických aplikací. 

Jedním z historicky prvních vědomých využití virů byly vakcíny. Z počátku tyto vakcíny obsahovaly buď inaktivované, nebo oslabené původce onemocnění. V moderní době k nim přibyly vakcíny obsahující pouze vybrané virové proteiny či vakcíny tvořené nepatogenním virem, který však nese informace o proteinech z původního patogenu. 

V posledních dekádách se však využití virů rozšířilo daleko za hranice vakcinací a viry se staly nástroji základního výzkumu, moderních biotechnologií, zemědělství a medicíny. Hlavní vlastností, která je předurčila k tak pestrému využití, je jejich přirozená schopnost přenášet efektivně genetickou informaci do nitra hostitelské buňky. Vhodnou genetickou úpravou lze dosáhnout toho, že virový vektor slouží jako prostředek dopravující požadovanou genetickou informaci do cílové buňky. Této skutečnosti se využívá například v genových terapiích, při nichž je do pacientových buněk pomocí virových vektorů vnášen terapeutický gen. V léčbě nádorových onemocnění mohou být využívány onkolytické viry navržené tak, aby selektivně ničily nádorové buňky. V poslední době je často skloňován i potenciál fágové terapie, která by využívala viry schopné infikovat a ničit pouze vybrané bakteriální buňky a mohla by představovat významný nástroj v boji proti stále narůstající antibiotické rezistenci. 

Na bakteriofázích, tedy virech napadajících bakterie, je založena také metoda fágového displaye, oceněná Nobelovou cenou za chemii (2018), která umožňuje výběr peptidů či proteinů s požadovanými vlastnostmi z rozsáhlých knihoven jejich variant. Využití této metody vedlo například k objevu celé řady terapeutických protilátek lidského původu.

Viry nacházejí uplatnění také v zemědělství. Například některé viry infikující hmyz je možné využívat jako druhově specifické biopesticidy. Podobně jako v humánní medicíně je možné i zde viry využít jako vektory pro vnesení genů či celých nástrojů genomové editace do rostlinných či živočišných buněk.

Více informací můžete najít zde: 

  • Schieferecke, A. J., Kuxhausen Ralph, N., Schaffer, D. V. The Application of DNA Viruses to Biotechnology. Viruses. 2025;17(3):414. doi: 10.3390/v17030414. 
  • Jaroszewicz, W., Morcinek-Orłowska, J., Pierzynowska, K., Gaffke, L., Węgrzyn, G. Phage display and other peptide display technologies. FEMS Microbiology Reviews. 2022; 46(2), doi: 10.1093/femsre/fuab052

Autorka textu: Eva Benešová, editorka textu: Tereza Mokoš​​

Velká Británie se v oblasti regulace genomově editovaných plodin vydala vlastní cestou a již umožňuje jejich schvalování v rámci svého regulačního systému. V praktickém využívání genomové editace je tak o krok napřed před EU a první výsledky tohoto přístupu se již objevují i v zemědělském výzkumu. 

Jedním z příkladů, který ukazuje potenciál genomové editace pro šlechtění zemědělských plodin, je ječmen vyvinutý výzkumným ústavem Rothamsted Research. Pomocí technologie CRISPR byly upraveny geny SPD1A a SPD1B podílející se na odbourávání rostlinných olejů. Díky této úpravě se podařilo zvýšit koncentraci lipidů v zrnu. Jejich vyšší obsah může zvýšit energetickou hodnotu krmiva a zároveň omezit množství metanu, který při trávení vzniká u přežvýkavců. Schválení této odrůdy představuje významný milník v praktickém využití genomové editace v zemědělství.

Potenciál NGT však nespočívá pouze ve zlepšování vlastností pěstovaných plodin. Dalším zajímavým příkladem je první polní pokus s genomově editovanou pšenicí s nízkým obsahem asparaginu. Vědci pomocí technologie CRISPR/Cas9 vyřadili gen TaASN2 kódující asparagin syntetázu, čímž se podařilo snížit obsah asparaginu v zrnu o více než 90 % ve srovnání s needitovanými plodinami. Asparagin je klíčovým prekurzorem akrylamidu, který vzniká při pečení, smažení nebo opékání, a který je považován za pravděpodobný karcinogen. Taková pšenice by proto mohla přispět ke snížení obsahu akrylamidu v pečivu a dalších tepelně zpracovaných potravinách.

Oba příklady ukazují, že NGT nemusí sloužit pouze ke zvyšování odolnosti plodin vůči chorobám, škůdcům nebo suchu, ale mohou být využity také ke zlepšování nutriční hodnoty krmiv, bezpečnosti potravin a dalších vlastností důležitých pro zemědělství i spotřebitele. 

Zdroje:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Mokoš​​​​​​

O připravovaných změnách evropské legislativy pro nové genomické techniky (NGT) jsme informovali již v polovině minulého roku. Nyní však došlo k zásadnímu posunu – v červnu 2026 byla završena několikaletá jednání o nové evropské legislativě a nová pravidla byla definitivně přijata. Nové genomické techniky (NGT), mezi které patří například cílená genová editace, tak získaly nový legislativní rámec. Po dubnovém schválení Radou EU přijala pravidla také Evropský parlament a výsledné nařízení vstoupilo v platnost. Většina pravidel se však začne uplatňovat až od 17. července 2028.

Zásadní změnou je rozdělení genově editovaných rostlin do dvou kategorií podle typu a rozsahu genetických úprav. Do první kategorie, NGT-1, budou patřit rostliny s úpravami srovnatelnými s těmi, které mohou vzniknout přirozeně nebo konvenčním šlechtěním. Po ověření proto nebudou podléhat většině požadavků platných pro GMO. Produkty z nich nebude nutné označovat jako NGT, rostliny však budou evidovány ve veřejné databázi a jejich osivo a rozmnožovací materiál budou označeny. Druhou kategorii, NGT-2, budou tvořit rostliny s různorodějšími genetickými úpravami. Ty zůstanou v přísnějším režimu pro GMO, včetně posouzení rizik, schválení, sledovatelnosti a označování.

Nový přístup zohledňuje možnosti genové editace, která umožňuje cíleně měnit DNA rostlin bez nutnosti vnášení cizí genetické informace, například při vývoji plodin odolnějších vůči suchu, chorobám nebo škůdcům. Uvolnění pravidel má však své hranice. NGT rostliny zůstávají vyloučeny z ekologické produkce a například tolerance vůči herbicidům neumožní zařazení do režimu NGT-1. Pravidla řeší také větší transparentnost patentové ochrany.

EU tak nově rozlišuje genově editované rostliny podle charakteru provedených změn namísto jejich jednotného posuzování jako GMO. Cílem je urychlit vývoj odolnějších a produktivnějších plodin a podpořit udržitelnější zemědělství.

Zdroje:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Mokoš​​​​​​

Na vývoji takových plodin se podílí společnost Cibus, která v roce 2023 spojila síly s Calyxtem – firmou, kterou jsme již představili v souvislosti s genově editovanou sójou produkující olej s upraveným složením mastných kyselin (příspěvek z 6. 8. 2026). Fúzí dvou průkopníků genové editace vznikla společnost Cibus Inc., která propojila jejich technologické přístupy s cílem vyvíjet plodiny pro efektivnější a udržitelnější zemědělskou produkci.

Obě společnosti přitom do společného vývoje přinesly odlišné nástroje genové editace. Calyxt pracoval například s technologií TALEN, zatímco Cibus vyvinul vlastní platformu RTDS®, která umožňuje cíleně upravovat geny rostlin a získávat tak konkrétní požadované vlastnosti. V praxi se Cibus Inc. zaměřil například na již zmíněné omezení praskání šešulí řepky, které snižuje riziko, že semena vypadnou ještě před sklizní a část úrody přijde nazmar. Dalším příkladem je vývoj rýže odolné vůči vybraným herbicidům, který může pěstitelům usnadnit ochranu porostů proti plevelům.

Přínos těchto úprav tak nespočívá jen v samotné změně vlastností rostlin, ale především v jejich praktickém využití při pěstování. Genová editace může přispět ke zvýšení a stabilizaci výnosů nebo k vývoji plodin lépe odolávajících chorobám, škůdcům či nepříznivým podmínkám, a tím v některých případech také omezit potřebné zemědělské vstupy.

Možnosti genové editace ale sahají ještě dál. Cibus Inc. se zaměřuje také na vývoj obnovitelných nízkouhlíkových surovin rostlinného původu, které by v budoucnu mohly v některých oblastech nahradit suroviny pocházející z fosilních zdrojů.

Zdroj:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Mokoš​​​​​​

Pavoučí hedvábí patří mezi nejpozoruhodnější přírodní vlákna na světě. Je velmi pevné, pružné a zároveň lehké, což z něj činí zajímavý materiál pro řadu budoucích aplikací. Jeho produkci ve velkém však komplikuje samotný způsob života pavouků – jsou teritoriální a často se u nich vyskytuje také kanibalismus.

Vědci proto využili geneticky modifikovaného bource morušového (Bombyx mori) jako biologickou „továrnu“ na pavoučí hedvábí. Pomocí cílené editace genomu nahradili gen pro tvorbu hlavní složky hedvábného fibroinu genem MaSp1 pocházejícím z pavouka Nephila clavipes (česky Nefila kyjonohá). Tento gen kóduje spidroin – jeden z hlavních proteinů pavoučího hedvábí.

Upravení bourci následně vytvářeli kokony obsahující chimérický protein s pavoučím spidroinem, který tvořil až 35 % proteinů kokonového vlákna. Jeho přítomnost zároveň ovlivnila mechanické vlastnosti hedvábí, zejména jeho roztažitelnost.

GM bourci by tak mohli umožnit produkci proteinů pavoučího hedvábí ve velkém měřítku a přispět k vývoji nových biomateriálů využitelných například v textilním průmyslu, medicíně nebo technických aplikacích.

Zdroje:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Mokoš​​​​​​

Výkyvy cen vajec způsobené ptačí chřipkou, problémy v dodavatelských řetězcích i rostoucí ceny krmiv vedou k hledání nových způsobů výroby vaječných bílkovin. Jedním z nejzajímavějších příkladů je americká společnost The EVERY Company, která využívá geneticky modifikované (GM) kvasinky Komagataella phafii a technologii precizní fermentace. Kvasinky mají vnesený gen pro produkci ovalbuminu a během fermentace vytvářejí tento protein, který je svou strukturou i funkčními vlastnostmi totožný s proteinem obsaženým v běžném vaječném bílku. Po dokončení výroby jsou kvasinky odstraněny a výsledný produkt neobsahuje živé geneticky modifikované organismy.

Technologie společnosti EVERY je považována za perspektivní příklad udržitelné výroby potravin. Na rozdíl od běžné produkce není závislá na chovu slepic, a není proto ohrožena výše popsanými riziky. Zároveň může významně snížit spotřebu půdy, vody i emise skleníkových plynů. Výsledný protein má trvanlivost až 18 měsíců, dodává se v práškové formě a nevyžaduje chlazený transport, což usnadňuje skladování i logistiku pro výrobce potravin.

Produkty společnosti již získaly ve Spojených státech status GRAS (Generally Recognized As Safe) od amerického Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) a představují jeden z nejvýznamnějších příkladů praktického využití GMO při výrobě potravin. Společnost přitom již dokáže vyrábět další proteiny v průmyslovém měřítku. Patří mezi ně například OvoPro™, který může v řadě aplikací nahradit vejce nebo vaječný bílek, nebo OvoBoost™, vysoce rozpustný protein s neutrální chutí a texturou vhodný k obohacení kávy, džusů, limonád, pečiva a dalších potravin.

Zdroje:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Mokoš

Mikrořasy jsou mikroskopické fotosyntetizující organismy, které spotřebovávají oxid uhličitý a ukládají energii především ve formě lipidů. Pomocí genetického inženýrství a metod genové editace, jako je CRISPR/Cas9, je možné zvýšit jejich schopnost využívat světlo, ovlivnit rychlost růstu, celkovou produktivitu i obsah intracelulárních lipidů. Ty pak mohou sloužit jako surovina pro výrobu bionafty a dalších biopaliv.

Genetické úpravy mikrořas se zaměřují např. na podporu syntézy mastných kyselin a triacylglycerolů, omezení konkurenčních metabolických drah nebo zvýšení odolnosti mikrořas vůči nepříznivým podmínkám (vysoká/nízká teplota, salinita, vyčerpání/nedostatek dusíku apod.).

Na rozdíl od běžných zemědělských plodin využívaných pro výrobu biopaliv (kukuřice, řepka olejka, pšenice), mikrořasy nezabírají úrodnou zemědělskou půdu, mohou růst ve slané či odpadní vodě a některé druhy přirozeně dosahují vysoké produkce biomasy a olejů.   Jejich komerční využití však stále omezují vysoké náklady na kultivaci, sklizeň i náročnější zpracování biomasy. Finančně nejvýhodnější jsou otevřené kultivační nádrže, které však současně zvyšují riziko úniku GM mikrořas do okolního prostředí. Otázkou jsou také rizika horizontálního přenosu modifikovaných genů, ovlivnění původních organismů a nakládání s pevnými zbytky či odpadní vodou, které mohou obsahovat zbytkovou DNA GM mikrořas.

Z tohoto důvodu vědci vyvíjí různé bezpečnostní strategie, které mají zabránit tomu, aby se geneticky upravené mikrořasy nekontrolovaně šířily do přírody. Některé GM mikrořasy jsou např. navrženy tak, aby přežily pouze za přesně stanovených podmínek, jiné lze po ukončení pěstování snadno zneškodnit. Dosavadní studie ukazují, že při dodržení přísných bezpečnostních opatření nebyly pozorovány dlouhodobé negativní dopady na životní prostředí ani přenos upravených genů do okolních organismů.

GM mikrořasy tak představují slibnou cestu k udržitelnější výrobě biopaliv, avšak jejich širší využití bude záviset na dalším výzkumu, pečlivém zvážení a zhodnocení možných rizik a vhodně nastavených pravidlech.

Zdroje:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Mokoš​​​​​​

Společnost Calyxt je americká biotechnologická firma zaměřená na vývoj geneticky upravených, přesněji řečeno genově editovaných plodin pro zemědělství a potravinářský průmysl. Ve svém výzkumu využívá moderní nástroje genové editace, zejména technologii TALEN, která umožňuje cíleně upravovat nebo deaktivovat konkrétní geny přímo v genomu rostlin, aniž by bylo nutné zavádět genetický materiál z jiných organismů.

Z technologického hlediska tak přístup společnosti představuje určitý mezistupeň mezi tradičním šlechtěním a klasickými geneticky modifikovanými organismy (GMO). Na rozdíl od transgenních metod, typických pro konvenční GMO, umožňuje genová editace provádět přesné změny v rámci vlastního genomu rostlin. Díky tomu mohou takto upravené plodiny v některých legislativních rámcích spadat do méně přísně regulované kategorie, pokud neobsahují cizorodou DNA. Tento aspekt významně ovlivňuje nejen rychlost zavádění nových produktů na trh, ale také jejich přijetí veřejností.

Praktickým příkladem tohoto přístupu je jeden z nejvýznamnějších úspěchů společnosti – uvedení sójového oleje s vysokým obsahem kyseliny olejové a nízkým obsahem kyseliny linolenové na trh (tzv. high-oleic soybean oil). Tento olej se vyznačuje lepší tepelnou stabilitou a příznivějším nutričním profilem, zejména díky nižšímu obsahu trans-mastných kyselin. Je proto vhodný pro smažení i další potravinářské aplikace, kde je kladen důraz na stabilitu a zdravotní nezávadnost.

Vedle sóji se Calyxt zaměřuje také na vývoj dalších plodin, například pšenice se zvýšeným obsahem vlákniny nebo rostlin s upraveným složením mastných kyselin a proteinů. Tyto projekty však zatím nedosáhly takové míry komercializace jako výše zmíněný sójový olej.

Společnost Calyxt představuje moderní směr rostlinné biotechnologie založený na přesné editaci genomu a zlepšování nutričních vlastností plodin, což zároveň otevírá otázky regulace i vnímání veřejností. Do budoucna má v plánu zaměřit se na vývoj sóji produkující olej jako udržitelnou alternativu k palmovému oleji, s cílem jak zlepšit jeho nutriční profil, tak i snížit environmentální dopady jeho produkce.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Mokoš​​​​​​

Zatímco se vědci snaží vyvíjet plodiny odolné vůči suchu, stejně důležité je také zvyšovat odolnost plodin vůči opačnému extrému – záplavám a bleskovým povodním. Ty jsou v důsledku klimatických změn častější a intenzivnější, zejména v nízko položených oblastech jižní a jihovýchodní Asie, kde je rýže základní potravinou pro miliardy lidí a její produkce by se měla neustále zvyšovat.

Běžné odrůdy rýže dokážou přežít pod vodou jen několik dní. Pokud jsou pole zaplavena delší dobu, rostliny rychle vyčerpají své energetické zásoby a odumírají. Průlom proto představoval objev genu SUB1A, který umožňuje rýži přežít i několik týdnů zaplavení. Odrůdy nesoucí tento gen během záplavy zpomalí růst a šetří energii, takže po opadnutí vody mohou pokračovat v normálním vývoji.

Na základě objevu tohoto genu byly dále vyšlechtěny nové odrůdy označované jako  Swarna-Sub1 nebo IR64-Sub1. Ty dokáží přežít až dva týdny úplného zaplavení a přitom si zachovat vysoké výnosy, což se v praxi ukázalo jako zásadní pro zemědělce v oblastech jižní a jihovýchodní Asie, kde jsou monzunové záplavy běžným jevem. 

Výzkum však pokračuje dál. Vědci dnes stále hledají další geny a využívají moderní biotechnologické metody, včetně genových editací CRISPR/Cas9, aby vytvořili ještě odolnější odrůdy. Některé nové experimentální linie již dokážou přežít až tři týdny pod vodou a současně si zachovávají vysokou produktivitu.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová​​​​​​

Dle odhadů rostly v USA až čtyři miliardy kaštanovníku amerického, které poskytovaly potravu volně žijícím živočichům a zároveň představovaly cenný zdroj kvalitního dřeva. Situace se však významně změnila s příchodem kaštanovníkové spály, houbového onemocnění způsobeného patogenem Cryphonectria parasitica. Ten byl do USA zavlečen na konci 19. století spolu s dovezenými sazenicemi japonských kaštanovníků z Asie. Během několika desetiletí choroba zničila většinu populace amerických kaštanovníků a prakticky vymazala tento druh z původních lesních ekosystémů.

Aby bylo možné tento strom vrátit do severoamerických lesů, hledají vědci již desítky let účinné způsoby jeho záchrany. Kromě klasického šlechtění využívají také genetické modifikace a metodu transgeneze. Jedním z nejznámějších výsledků výzkumu je transgenní linie Darling 58, kterou vyvinuli výzkumníci ze State University of New York College. Do genomu stromu vložili gen z pšenice kódující enzym oxalátoxidasu, který rozkládá kyselinu šťavelovou – hlavní toxin produkovaný houbou způsobující kaštanovníkovou spálu. Díky tomu jsou geneticky upravené stromy vůči infekci výrazně odolnější.

Před případným vysazením do volné přírody však musí stromy projít schvalovacím procesem. Výzkumníci proto usilují o získání potřebných povolení a regulační orgány nadále posuzují bezpečnost i ekologické dopady této technologie. GM americké kaštanovníky zatím nebyly schváleny pro rozsáhlé využití v přírodě, přesto představuje tento projekt jeden z nejzajímavějších příkladů využití biotechnologií v ochraně přírody. Pokud budou geneticky upravené kaštanovníky v budoucnu schváleny, mohly by se stát prvními GM stromy určenými k obnově přirozených lesních ekosystémů a pomoci vrátit do amerických lesů druh, který byl téměř vyhuben zavlečenou chorobou.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová​​​​​​

Po dlouhém regulačním a bezpečnostním hodnocení schválil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) v dubnu 2025 geneticky editovaná prasata pro využití v potravinovém řetězci. Zvířata vyvinula britská společnost Genus, která se vývojem geneticky upravených hospodářských zvířat zabývá již řadu let. 

Prasata jsou odolná vůči reprodukčnímu a respiračnímu syndromu prasat (PRRS), jednomu z nejzávažnějších virových onemocnění chovů prasat, které každoročně způsobuje miliardové ekonomické ztráty po celém světě a dostatečně účinné vakcíny zatím neexistují. Odolnost prasat byla vytvořena pomocí jedné z nových technik šlechtění (NBT), konkrétně metody genové editace CRISPR/Cas9. Vědci odstranili funkci genu CD163, který virus využívá ke vstupu do buněk, a tím je tak zabráněno vzniku infekce.  

Společnost nyní usiluje o schválení těchto prasat i na dalších světových trzích, zejména v Mexiku, Kanadě a Japonsku, kam Spojené státy vyvážejí značné množství vepřového masa. Naopak souhlas regulačních orgánů společnost Genus již získala v Brazílii, Kolumbii nebo Dominikánské republice, kde bylo rozhodnuto, že tato zvířata budou regulována stejným způsobem jako běžná prasata. Zároveň o schválení usiluje také Čína, která je největším světovým spotřebitelem vepřového masa.

Nejde přitom o první geneticky modifikované zvíře schválené FDA. Již dříve získal povolení geneticky upravený losos s urychleným růstem, nebo GalSafe prase nevyvolávající alergickou reakci u lidí.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová​​​​​​

Kakaovník, plodina, ze které se vyrábí kakao, je velmi citlivý na změny teploty, dostupnost vody i šíření chorob a škůdců. Rostoucí teploty a častější období sucha v důsledku klimatických změn proto představují významné riziko pro jeho pěstování, zejména v oblastech západní Afriky, odkud pochází většina světové produkce kakaa.

Jednou z možných cest k ochraně produkce kakaa je využití genetického inženýrství a moderních technik editace genomu. Pomocí nich se vědci snaží vyvinout odrůdy kakaovníku, které budou lépe odolávat teplotnímu stresu, suchu i chorobám, a tím pomohou zachovat stabilní produkci kakaa v následujících letech. Na vývoji nových odrůd spolupracují výzkumné instituce i soukromé společnosti, například Mars, Incorporated, která s využitím technologie CRISPR investuje do výzkumu odolnějších a produktivnějších kakaovníků. Cílem je zajistit dlouhodobě udržitelnou produkci kakaa, stabilní dodávky suroviny pro výrobu čokolády a současně podpořit miliony pěstitelů, jejichž obživa je na této plodině závislá.

Kakaovník je často uváděn jako typický příklad toho, jak mohou moderní biotechnologie pomoci s ochranou důležité zemědělské plodiny před dopady klimatické změny. Přesto odborníci upozorňují, že genetické úpravy nejsou jediným řešením a měly by být kombinovány s dalšími postupy udržitelného zemědělství.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová​​​​​​

Společnost Intrexon Corporation vyvinula genově editovaný GreenVenus™ římský salát (romaine lettuce), který je příkladem produktu vytvořeného pomocí metod NBT (New Breeding Techniques). Pomocí cílené genové editace byly upraveny geny spojené s enzymatickým hnědnutím listů po sklizni nebo mechanickém poškození, díky čemuž salát po nakrájení hnědne výrazně pomaleji a déle si zachovává čerstvý vzhled, křupavost i kvalitu. Hlavním cílem této úpravy není zvýšení výnosu, ale především snížení potravinového odpadu, protože listová zelenina bývá často vyhazována kvůli rychlé ztrátě kvality během skladování a transportu.

Vývoj tohoto produktu začal již v roce 2019, kdy společnost Intrexon Corporation oznámila zahájení komerčních testů v USA. V roce 2020 pokračovalo testování v polních i kontrolovaných podmínkách a v roce 2022 byla odrůda patentově chráněna. Zároveň bylo uvedeno, že si salát dokáže udržet kvalitu až 21 dní po sklizni. V letech 2024–2025 se tento salát začal častěji objevovat jako příklad produktu s komerčním potenciálem, avšak dostupné informace zatím jednoznačně nepotvrzují jeho širokou komerční distribuci.

Odhaduje se, že kvůli plýtvání se každoročně ztratí salát v hodnotě přibližně 3,3 miliardy USD, přičemž přibližně polovina této částky připadá na římský salát. Nehnědnoucí salát GreenVenus™ tak může přinést větší flexibilitu při produkci, zpracování, přepravě i skladování. Tento příklad dobře ilustruje současný trend v oblasti NBT, kdy se místo klasických transgenních organismů stále častěji vyvíjejí plodiny s cílenými úpravami vlastních genů bez vnášení cizorodé DNA.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová​​​​​​

Právě technologii precizní fermentace (z angl. precision fermentation) využívá k výrobě mléčných produktů společnost Perfect Day. Precizní fermentace spočívá v tom, že vědci identifikují gen zodpovědný za tvorbu mléčných proteinů, například β-laktoglobulin, který se běžně nachází v kravském mléce, a vloží jej do mikroorganismů. Ty následně fungují jako tzv. „buněčné továrny“ – ve fermentorech produkují mléčné proteiny, které jsou poté izolovány a čištěny, a mikroorganismy se tak ve finálním produktu již nenacházejí. Výsledný protein je chemicky téměř identický s proteinem kravského mléka, a proto se toto označuje jako animal-free dairy.

Perfect Day patří mezi první startupy, kterým se podařilo tuto technologii komerčně využít a uvést produkty na trh. Své fermentačně vyráběné mléčné proteiny dodává dalším výrobcům potravin a komercializuje je prostřednictvím partnerství se značkami jako N!CK‘S, Graeter‘s, Nestlé, Myprotein nebo JuiceLand. Zároveň se podílela i na vzniku vlastních spotřebitelských značek, například Brave Robot (výroba zmrzlin). Ve spolupráci se společností Natreve vznikl například produkt Mooless, první syrovátkový protein bez živočišných složek na světě.

Přestože tyto produkty neobsahují laktózu, hormony ani cholesterol, nejsou vhodné pro osoby s alergií na mléčné bílkoviny. Výhodou je však výrazně nižší environmentální dopad – podle společnosti Perfect Day produkuje jejich technologie o více než 90 % méně emisí skleníkových plynů než konvenční mlékárenská výroba.

Perfect Day tak dokazuje, že genetické modifikace dnes nehrají roli pouze v medicíně nebo zemědělství, ale stále více ovlivňují i budoucnost potravinářského průmyslu.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová​​​​​​

Terapii určenou k léčbě srpkovité anémie a beta-talasémie vyvinuly společnosti Vertex Pharmaceuticals a CRISPR Therapeutics a představuje významný milník v oblasti genové medicíny.

Casgevy (examglogene autotemcel) je určena pacientům starším 12 let trpícím dvěma závažnými dědičnými onemocněními krve – srpkovitou anémií a beta-talasémií závislou na pravidelných transfuzích. U těchto pacientů často bývá ideálním řešením transplantace krvetvorných buněk od dárce, avšak vhodný dárce není vždy dostupný. A právě proto zde přichází na řadu genová terapie využívající pacientovy vlastní buňky.

Léčba začíná odběrem hematopoetických kmenových buněk z pacientovy krve. Tyto buňky jsou následně v laboratoři geneticky upraveny pomocí technologie CRISPR/Cas9. Vědci při této úpravě „vypnou“ gen, který blokuje tvorbu fetálního hemoglobinu (HbF). HbF je forma hemoglobinu běžná u plodu a novorozenců, která dokáže efektivně přenášet kyslík a zároveň zabraňuje deformaci červených krvinek do charakteristického srpkovitého tvaru.

Před navrácením upravených buněk musí pacient podstoupit myeloablativní léčbu – vysoké dávky chemoterapie, která odstraní původní buňky kostní dřeně. Poté jsou geneticky upravené kmenové buňky podány zpět do těla formou jednorázové infuze. Po uchycení v kostní dřeni začnou produkovat zdravé červené krvinky s vyšší hladinou HbF.

Srpkovitá anémie postihuje přibližně 100 000 lidí jen v USA. Terapie Casgevy byla poprvé schválena ve Velké Británii v listopadu 2023, následně získala povolení od americké FDA a evropské EMA, a od roku 2026 se například v Německu řeší také její úhrada zdravotními systémy.

Význam Casgevy spočívá nejen v pomoci pacientům s těmito vzácnými onemocněními, ale také v tom, že otevírá novou éru medicíny. Poprvé v historii je schválená léčba, která dokáže cíleně upravit lidskou DNA a odstranit příčinu genetického onemocnění přímo u jeho zdroje.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová​​​​​​

Enzym chymosin je klíčový pro srážení mléka a tím i pro výrobu sýrů, protože specificky štěpí κ-kasein, což vede ke srážení mléčných bílkovin a vzniku sýřeniny. Tento proteolytický enzym se původně izoloval ze žaludků mladých přežvýkavců, především telat, což však představovalo omezený zdroj a zároveň vyvolávalo etické otázky. Dnes je proto tradiční živočišný chymosin ve velké míře nahrazen tzv. fermentation-produced chymosinem (FPC), který je produkován pomocí geneticky modifikovaných bakterií, kvasinek nebo vláknitých hub.

Princip spočívá v tom, že do mikroorganismů, jako jsou Escherichia coli, Kluyveromyces lactis nebo Aspergillus niger, byl přenesen gen pro chymosin. Tyto organismy následně během fermentace v bioreaktorech produkují neaktivní prekurzor enzymu – prochymosin, který je po izolaci aktivován na funkční chymosin. Výsledný FPC je strukturálně i funkčně identický s přírodním enzymem. Díky tomuto postupu lze dosáhnout vysoké čistoty a stabilní enzymatické aktivity.

Tato technologie dnes dominuje sýrařskému průmyslu v Evropě i USA. Hlavní výhodou je nejen nezávislost na živočišných zdrojích, ale také lepší kontrola kvality a snadná škálovatelnost produkce. Výsledný enzym zároveň neobsahuje žádné živé mikroorganismy ani jejich DNA, protože prochází důkladnou purifikací.

Moderní produkční systémy jsou navíc technologicky velmi pokročilé – využívají syntetické geny optimalizované pro konkrétní hostitele nebo speciální proteiny (chaperony), které zajišťují správné skládání enzymu. Rekombinantní chymosin tak představuje jeden z nejúspěšnějších příkladů biotechnologické inovace v potravinářství a zásadně změnil způsob výroby sýrů.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová​​​​​​

K běžně žijícím bakteriím na povrchu rostlin jsou řazeny např. bakterie Pseudomonas syringae a Pseudomonas fluorescens. Tyto bakterie produkují speciální membránový protein, který funguje jako jádro pro tvorbu ledových krystalů (INP). Zatímco kapičky ultračisté vody bez přítomnosti nukleačních center mohou zůstat v podchlazeném kapalném stavu až do -40 °C, v reálných podmínkách přítomnost částic nebo proteinů umožňuje vznik ledu už při výrazně vyšších teplotách, například kolem -2 až -8 °C.

Právě tato nežádoucí schopnost bakterií je jedním z hlavních důvodů, proč mráz způsobuje obrovské škody v zemědělství – odhaduje se, že globálně dosahují až 2,5 miliardy dolarů ročně. Led vznikající na povrchu rostlin totiž pak narušuje jejich pletiva a může vést až k odumření celé plodiny.

Na základě tohoto poznání byly vyvinuty geneticky modifikované „ice-minus“ (INA⁻) bakterie, u nichž je deaktivován gen (např. inaZ) pro tvorbu tohoto proteinu. Tyto bakterie kolonizují povrch rostlin a konkurují přirozeným INA⁺ kmenům, čímž snižují počet nukleačních center a umožňují podchlazení vody v pletivech bez tvorby ledu, a tím omezují poškození rostlin mrazem, které jinak způsobuje značné ekonomické ztráty.

Tento princip se stal základem pro vývoj různých biotechnologických produktů. Frostban™ je biologický přípravek založený právě na INA⁻ bakteriích, které chrání rostliny před mrazem, zatímco Blightban A506® obsahuje bakterii P. fluorescens a využívá se především k ochraně proti bakteriálním chorobám, s částečným efektem i proti mrazovému poškození. Naproti tomu Snomax® využívá bakterie s nukleační aktivitou pro efektivní výrobu technického sněhu při vyšších teplotách. Vývoj těchto technologií, zejména Frostbanu™, však vyvolal významné environmentální a regulační otázky, a proto se pozornost později částečně přesunula k využití přirozených bakteriálních kmenů v biologické ochraně rostlin.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová​​​​​​