Světelný přepínač z řas umožnil optogenetiku u vyšších rostlin

Optogenetika dovoluje vědcům manipulovat buněčné procesy pomocí biologických procesů ovládaných světlem. Mezinárodní tým vědců, který vedli Rainer Hedrich, Georg Nagel a Dirk Becker z německé University of Würzburg, nedávno jako první uspěli s optogenetikou u vyšších rostlin. Zařídili, že optogeneticky vylepšené rostliny je možné elektricky excitovat při ozářením světlem.

Jak uvádí Dirk Becker, s tímto nástrojem teď bude možné na molekulární úrovni neinvazně studovat komunikaci rostlinných buněk, která je založená na elektrických signálech. Vědci budou moci sledovat, jak rostliny využívají elektrické signály při odpovědi na extrémní podmínky prostřední, herbivory nebo další stresové faktory.

Badatelé řešili problém, jak simulovat elektrické signály u rostlin, které jsou za normálních okolností vyvolávané stresem či poraněním, aniž by při tom vyvolali nežádoucí vedlejší projevy.

Řešením se nakonec ukázala být právě optogenetika. Tato metoda umožňuje ovládat elektrickou aktivitu nervových buněk (u živočichů) světelným zářením. Vyžaduje to ale, aby dotyčné buňky byly pomocí genetické manipulace vybavené strukturami, které jsou citlivé na světlo. K tomuto účelu se využívají iontové kanály ze skupiny proteinů rhodopsinů, které jsou vypůjčené od řas.

Becker upozorňuje, že vyšší rostliny tyto na světlo citlivé iontové kanály během evoluce ztratily. Vědci jim tudíž do genomu „vrátili“ příslušné geny. Udělali to na oblíbené laboratorní rostlině huseníčku Arabidopsis thaliana. Listy takto upravené rostliny je možné excitovat světlem a pak lze zkoumat elektrické signály v rostlině. Optogenetika by se teď mohla uplatnit jak ve výzkumu rostlin, tak i v praktických aplikacích.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka, Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Více informací najdete zde: