Příště se bude práškovat RNA sprejem. Kredit: Stefan Krause / Wikimedia Commons.

Nejste spokojeni s barvou, jakou mají vaše oblíbené květiny na zahradě? Podle všeho není daleko doba, kdy si květiny posprejujete speciálním sprejem a ony prostě změní barvu. Anebo budou jinak vonět. Tohle dovedou RNA spreje, o nichž se před časem začalo šeptat v odborných kruzích. Jsou protigenové, i když nemění genom cílových organismů. Proniknou do buněk a tam vypnou, nebo jenom utlumí aktivitu vybraných genů. Vtip je v tom, že geny zůstávají na svém místě a v DNA rostlin se nic nezmění.

Neena Mitter. Kredit: University of Queensland.

Farmáři budou používat podobné spreje, aby zvýšili výnos, zlepšili nutriční hodnotu vypěstovaných plodin, ochránili úrodu před suchem nebo třeba odstartovali zrání plodů. S RNA spreji je možné měnit znaky rostlin, aniž – a to ani snad nejde více zdůraznit – by to měnilo jejich DNA. Podle odborníka na vypínání genů rostlin Davida Baulcombeho z Univerzity v Cambridgi může být takový sprej použit okamžitě, aniž by plodina musela procházet roky vývoje, jak tomu je u GM nebo tradičně šlechtěných plodin. Jeden sprej také bude možné použít na větší počet odrůd. Společnosti, jako je Monsanto, už v tuto chvíli vyvíjejí sprej, který vypíná geny uvnitř škůdců, a tím je zlikviduje. A některé spreje už jsou hotové.

Tým australské Univerzity Queenslandu vyvinul sprej, s jehož pomocí vědci vypnuli geny v rostlinných buňkách dlouhodobě. Jedním postřikem dokázali na 20 dní ochránit rostliny tabáku před průnikem viru. Jsou první, komu se něco takového povedlo. Podle vedoucí výzkumu Neeny Mitter takový sprej nabízí pozoruhodnou šanci pokročit v environmentálně udržitelné ochraně polních plodin. Jejich technologii lze použít i ke změně vlastností rostlin, Mitterová a její tým se zatím soustředí na ochranu rostlin.

David Baulcombe. Kredit: University of Cambridge.

RNA spreje využívají pozoruhodného mechanismu RNA interference (RNAi), který funguje jako obrana buněk proti cizorodým genetickým elementům, jako jsou například dvouřetězcové RNA (dsRNA) viry, a také jako regulace exprese genu. Stačí vyrobit dvouřetězcovou RNA verzi sekvence, kterou je třeba vypnout, a mechanismus RNAi to už pak zařídí automaticky.

Ani RNA spreje ovšem nejsou bez problémů. Jednou z překážek jejich praktickému využití je i to, že po nasprejování působí v rostlinných buňkách jenom pár dní. Nechráněná RNA v buňkách déle nevydrží. Pro farmáře by přitom nebylo příjemné, kdyby museli postřiky RNA sprejem opakovat po několika dnech. Mitterová a její kolegové ale využili nanočástice jílu, které ochrání RNA po dobu nejméně 20 dní. Takové nanočástice, které tvoří nepatrné vrstvy běžných minerálů, jako je například chlorid hořečnatý, jsou kladně elektricky nabité. Tím pádem se k nim váží záporně nabité molekuly RNA a jíl je ochrání. V buňce pak nanočástice jílu postupně reaguje s oxidem uhličitým, rozkládá se, a uvolňuje přitom molekuly RNA, které udělají svou práci.

University of Queensland.

Rostlinné viry jsou ohromným problémem pro farmáře celého světa. A nemáme na ně žádnou zbraň, která by je spolehlivě zlikvidovala. Na farmách se sice používají odolné typy plodin anebo prostředky proti přenašečům virových infekcí, ani to ale nestačí. Podle Mitterové proto bude velká poptávka po RNA sprejích s protivirovými účinky. Velkou překážkou byla i cena za takový sprej. Nanočástice jílu jsou za hubičku, ale gram RNA nebylo před pár lety možné pořídit za méně než 100 tisíc dolarů. Časy se ovšem mění. Biotechnologické společnosti hodlají brzy vyrábět RNA ve velkém, gram za méně než 2 dolary.

Vše nasvědčuje tomu, že RNA spreje jsou mnohem bezpečnější než běžné pesticidy. RNA neprojde lidskou kůží, a když projde, tělo si s ní poradí. V roce 2012 se objevila studie, podle které rostlinná RNA z jídla ovlivňuje lidské geny. Už tehdy to ale bylo podezřelé a časem se ukázalo, že je to nesmysl. Ani RNA s nanočásticemi jílu není pro lidi nebezpečná. Evoluci rezistence nelze vzdorovat, a ani RNA spreje nebudou výjimkou. Nicméně, my zase můžeme snadno měnit sekvenci RNA ve sprejích, tak je to alespoň vcelku vyrovnané. Odborníci věří, že používání RNA sprejů povede k dalšímu rozklížení tábora odpůrců genetických technologií. Nezbývá, než držet palce.

Video: 'Bio-Clay' a ground -breaking discovery for world food security


Literatura
New Scientist 9. 1. 2017, Nature Plants 3: 16207, Wikipedia (RNA interference).