Ako prví na svete sledovali bunkové delenie naživo, trvalo 80 minút
Genetici rastlín z Ústavu experimentálnej botaniky (IEB) Českej akadémie vied sa môžu pochváliť vynikajúcim výsledkom, ktorý v budúcnosti prispeje k šľachteniu obilnín. Po štyroch rokoch výskumu vyvinuli nástroj, ktorý umožňuje živé monitorovanie procesov množenia buniek v jačmeni. O objave, na ktorom odborníci z IEB spolupracovali s tímami z Univerzity Palackého, informuje významný vedecký časopis The Plant Journal.
Vedci z Centra štrukturálnej a funkčnej genomiky rastlín v Olomouci ako prví na svete monitorovali bunkové delenie jačmeňa pod mikroskopom v reálnom čase. Vďaka tomuto objavu budú môcť zistiť, ako jačmeň reaguje na rôzne stresové podnety, čo prispeje k šľachteniu odolnejších a ziskovejších odrôd obilnín. Doteraz bolo možné študovať vzorky tkaniva bez života iba pod mikroskopom.
Podľa Aleša Pečinku, vedúceho výskumnej skupiny v Centre pre štrukturálnu a funkčnú genomiku rastlín IEB, objav prináša mnoho nových, dôležitých zistení. “Napríklad teraz môžeme merať niektoré procesy zapojené do bunkovej proliferácie. Zistili sme, čo nikto predtým nevedel, že bunkové delenie v jačmeni trvá asi 80 minút. Vieme tiež, kde sa konkrétna bunka nachádza, v akej polohe je vo vzťahu k okolitým bunkám a môžeme pozorovať aj ich interakcie,” hovorí Aleš Pečinka.
Farebné proteíny pomohli vedcom “vidieť”
Odborníci si vybrali jačmeň ako modelovú rastlinu, pretože ide o klasickú českú plodinu. Jeho veľké chromozómy sú tiež výhodou. Na monitorovanie procesu delenia museli upraviť rastliny tak, aby niektoré časti ich bunkového jadra žiarili pod mikroskopom. “Pomocou metód genetického inžinierstva sme naviazali zelený, červený, modrý alebo žltý žiariaci proteín na vybrané bunkové štruktúry. Takto sme označili chromozómy, jadrá a mikrotubuly v bunke,” vysvetlila Kateřina Kaduchová z Ústavu experimentálnej botaniky Českej akadémie vied. Výskum trval štyri roky a bol náročný.
“Z mladých naklíčených dvojdňových rastlín jačmeňa sme sa zamerali na rastúce korene, u ktorých najčastejšie dochádza k deleniu buniek. Veľkou výzvou bola mikroskopia a zachytenie celého procesu delenia, pretože korene jačmeňa rýchlo dorastú a je veľmi ťažké zamerať mikroskop do hlbších vrstiev buniek,” dodáva Kateřina Kaduchová.
Rektifikácia koreňov a opätovné meranie
Olomouckí vedci sa však vyrovnali aj s touto výzvou. Vyvinuli svoj vlastný systém na riadenie rastu koreňov pod mikroskopom. Vo svojom výskume použili konfokálny mikroskop, ktorý mohol zväčšiť bunku na 630×. “Nastavenie celého experimentu trvalo veľa času, pretože delenie buniek je rýchle a neprebieha súčasne. Pokúsili sme sa teda naskenovať niekoľko fáz bunkového delenia a merania sme museli zopakovať. Pri mikroskope som strávil veľa času, stovky hodín,” vysvetľuje vedec náročnosť živého monitorovania bunkového delenia.
Podľa Aleša Pečinku nová štúdia posúva hranice poznania a otvára ďalšie možnosti výskumu jačmeňa. “Napríklad bolo známe, že chromozómy sa skracujú počas strednej fázy bunkového delenia. Vďaka nášmu novému objavu sme boli schopní zmerať aj ich dĺžku v skorších a neskorších štádiách delenia a teraz vieme, že skracovanie pokračuje až do poslednej fázy bunkového delenia, kedy sú chromozómy obalené v jadrovej membráne a proces tvorby dcérskych buniek je ukončený tvorbou bunkovej steny,” dodáva Aleš Pečinka.
(Ak vás článok zaujal, redakcii Dalito.sk môžete darovať kávu)