Víte, že..?

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​​​​​​

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: 

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

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​​​​​​

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​​​​​​

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​​​​​​

​​​​​​

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​​​​​​

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​​​​​​

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​​​​​​

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​​​​​​

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​​​​​​

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​​​​​​

​​​​​​

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:

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

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​​​​​​

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​​​​​​

​​​​​​

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​​​​​​

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​​​​​​

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​​​​​​

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​​​​​​

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​​​​​​

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​​​​​​