Genové nůžky pro odolnější lesy

Proč naše lesy volají o pomoc?

Klimatická změna mění podmínky, na které jsou naše stromy zvyklé. Přicházejí větší sucha, vysoké teploty a s nimi noví škůdci, jako je kůrovec, nebo nové nemoci. Oslabený, žíznivý strom nemá sílu se ubránit a stává se snadnou kořistí.

Hlavním problémem je čas. Stromy rostou pomalu a žijí desítky až stovky let. Klasické šlechtění (křížení nejlepších jedinců) by trvalo příliš dlouho, než by stromy získaly potřebné vlastnosti. Vědci proto hledají rychlejší cestu, jak lesům pomoct.

Genové nůžky CRISPR: molekulární superhrdina

Vědci z ČZU a jejich zahraniční kolegové ukazují, že technologií CRISPR lze přesně upravovat DNA. Představ si CRISPR jako neuvěřitelně přesné molekulární nůžky. Vědci vloží do buňky rostliny naprogramovaný návod (takzvanou guide RNA), který nůžky navede přesně na místo v genetickém kódu, které chtějí změnit. Opravu DNA pak buňka provede sama.

Odolnost proti suchu nebo horku ale neurčuje jen jeden gen. Vědci proto používají takzvanou multiplexní editaci: vloží víc návodů najednou a nůžky střihnou na více místech. V jednom kroku tak mohou upravit hned několik vlastností. Tento přístup už funguje například u topolů nebo jabloní a má velký potenciál i pro naše lesy.

Jedno zdraví: proč na tom záleží nám všem?

Výzkum krásně ukazuje princip Jedno zdraví (One Health), přístup, který propojuje zdraví lidí, zvířat a ekosystémů v jeden celek. Když stromy lépe zvládnou škůdce a sucho, zůstanou naše lesy zdravé.

Odolnější lesy nám všem přinášejí velké výhody:

• Pohlcují víc CO₂: zdravé lesy jsou nejlepším přírodním pohlcovačem skleníkových plynů.
• Chrání půdu a vodu: kořeny stromů zadržují vodu v krajině, filtrují ji a brání erozi půdy.
• Snižují potřebu chemie: stromy odolnější vůči škůdcům nepotřebují tolik pesticidů, a to prospívá užitečnému hmyzu i půdním mikroorganismům.
• Jsou domovem tisíců druhů: zdravý les je základem biodiverzity a domovem živočichů i hub.

Ochrana lesů tak není jen otázkou ekologie, ale i lidského zdraví a zemědělství.

Slovníček

• CRISPR: molekulární nástroj („genové nůžky“), kterým vědci přesně mění DNA živých organismů. Původně pochází z obranného systému bakterií.
• Multiplexní editace: úprava více genů najednou v jednom kroku.
• Genom: kompletní sada všech genů (genetická informace) jednoho organismu. U stromů bývá mnohonásobně větší než u člověka.
• Jedno zdraví (One Health): přístup, který propojuje zdraví lidí, zvířat a ekosystémů v jeden celek.

Zdroj

Sen, M. K., Mondal, S. K., Bharati, R., Severová, L. a Šrédl, K. (2025): Multiplex genome editing for climate-resilient woody plants. Frontiers in Forests and Global Change 8, 1542459.

Článek vznikl pro vzdělávací pexeso VĚDXESO (ČZU FAPPZ), verze textu 1.0 z roku 2025. Nápověda na kartě: Vědci používají genové nůžky k vylepšení DNA stromů. Pomáhají jim tak přežít sucho a odolat náletům kůrovce.