Všechny rostliny se snaží, aby nad těmi jinými měly „navrch“. Alelopatie je ale pojem dosti neurčitý. Někdy jde o to, že rostlina své chemické zbraně nesměruje proti rostlinám, ale rafinovaně likviduje část spektra půdních mikrobů. To aby ti zbylí změnili půdní podmínky „k obrazu jejímu". Chemických zbraní a strategií zahrnovaných pod pojem alelopatie, je mnoho. Cíl je vždy stejný – sobecké zabrání životního prostoru pro sebe. (Foto: Fritz Geller-Grimm, Wikipedia)

Než mnozí stačí postřehnout, že „život je boj“, ti schopnější jsou už za vodou. A stejné to je  i u rostlin. Také se perou o místo na slunci. Invazivní rostliny jsou ve vzájemném soupeření zvláště úspěšné. Možná proto, že se nedařilo dlouho zjistit čím toho docilují, vymysleli botanici pro tento fenomén nepěkné slovo alelopatie. I když se o ní ví už delší dobu, až nyní se německým vědcům s jejich francouzským kolegou, podařilo na molekulární úrovni jeden z jejích fíglů odhalit. Moc se neliší od způsobu, který si kdysi oblíbila rodina Borgiů. V nyní popsaném případu rostlina vypouští ze svých kořenů látky, které jsou samy o sobě mírumilovné. Toxické jsou až její metabolity. Ty pak zasaženým rostlinám zpomalí růst a kazí radost ze života. Teď už víme, jakým mechanismem toho docilují.

Některé rostliny vylučují svými kořeny kyselinu DIBOA. Jejich metabolity zpomalují jiným rostlinám růst. Jejich schopnost manipulovat s enzymem histondeacetyláza by se nám mohla hodit k léčbě některých typů zhoubného bujení. (Kredit: MPI f. Developmental Biology/ C. Becker, S. Petersen and University Hospital Tübingen/M. Burkard)

Na úrovni molekul se jedná o cyklické hydroxamové kyseliny DIBOA a DIMBOA. Ve standardní výzbroji je má hned několik druhů trav. Po jejich rozpadu a úpravě z nich jsou látky potlačující aktivitu enzymů zvaných inhibitory histondeacetylázy. Z jejich názvu se dá vytušit, že jde o enzymy mající  cosi společného s histonem a ten, jak známo, je nezbytnou součástí našeho genetického kódu - DNA. Enzymy vždy mají na starosti nějaké reakce a ty o kterých je zde řeč, odstraňují z histonů boční acetylové skupiny. Když svou práci přestanou  zvládat, vlákno DNA se acetylovými skupinami zapatlá, až se s ním v chromozomu obtížně pracuje. Zapsané informace se pod nánosem acetylových skupin čtou pomalu a genetici v takových případech mluví o epigenetikou narušené expresi genů. V praxi se to pak projeví tím, že rostliny se přestanou na svět tvářit vesele.

Tato studie je první, která na molekulární úrovni odhalila, jak alelopatie a teritoriální chování rostlin na molekulární úrovni funguje a proč některé rostliny v sousedství jiných, „bezdůvodně“ chřadnou.  Zvlášť dobře zvládnutou jedovou taktiku mají invazivní rostliny. V našem případě ale nejde jen o ně.

Sascha Venturelli
(Medical University Clinic, University of Tübingen).
Saša ješ epigenetik specializující se na genové regulace. Jím objevená rostlinná válečná lest skýtá šance získat léky proti některým typům rakoviny.

Nový poznatek má šanci dojít využití i jinde, než jen v poznání, jak a čím se tvoří hierarchie v zeleném pažitu. Struktura chromatinu a záležitosti genové exprese, jsou společné nám všem. Proto se už novým poznatkem začali zabývat i ti, jejichž objektem studia je genom savců. I pro ně je touha začít poroučet přírodě lákavá. Na rozdíl od klimatologů, kterým se to u větru a deště moc nedaří, genetici popošťouchnout lenivé geny k činnosti už zvládají, utlumit nežádoucí aktivitu některých také.   Jeden z nástrojů, který k tomu používají, je právě manipulace s histondeacetylázami.

Babička mi vykládala, jak to bývalo dříve, když se ještě žilo na loukách. Neustále prý někdo otravoval...

Poblázněné geny jsou často průvodním jevem rakoviny, proto vědci chtějí vyzkoušet, jak se na inhibitory rostlinných deacetyláz budou tvářit onkogeny u živočichů. U těch by se nám zvláště hodilo, kdyby cvičily, jak my budeme pískat.

Náplň práce histondeacetyláz spadá do ranku epigenetiky a ta má jedno velké plus. K ovlivňování výkonnosti genů netřeba měnit jejich vnitřní strukturu (nukleotidové pořadí genů). Stačí jen vhodně tahat za provázky těch správných inhibitorů.

Nový poznatek by se tak mohl dočkat aplikace nejen  v zemědělství, ale i v humánní medicíně. O modifikaci histonů pomocí HAT a HDAC (histon acetyltransferázách a histon deacetylázách) brzo budeme slýchat častěji a to jak v dobrém, tak i ve zlém.

Literatura

Sascha Venturelli a kol.: Plants Release Precursors of Histone Deacetylase Inhibitors to Suppress Growth of Competitors. The Plant Cell, November 2015. doi: http://dx.doi.org/10.1105/tpc.15.00585