Víte, že..?

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​​​​​​

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​​​​​​

 

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​​

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​​​​​​

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​​​​​​

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​​​​​​

 

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:

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

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​​​​​​

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​​​​​​