Badatelé z Laboratoře biologie pylu nedávno publikovali článek o funkci bílkoviny s názvem βNAC u huseníčku rolního. Článek v časopise International Journal of Molecular Sciences ukazuje, že studovaná bílkovina je potřebná při vývoji květů a plodů…

Možná se ptáte, jak se dá přijít na to, jakou mají studované geny funkci. Většinou se vědci v laboratoři neobejdou bez různých mutantů, tedy rostlin, u nichž je studovaný gen vyřazen z funkce. V případě bílkoviny βNAC byla situace o něco složitější, protože v genetické informaci huseníčku rolního se nacházejí dva téměř shodné studované geny. Aby byl získán úplný mutant, bylo nutné vyřadit z funkce oba dva geny zároveň. Studium mutantních rostlin lze s trochou nadsázky připodobnit ke studiu rozbitého autíčka. Modelu bude chybět pokaždé jiná součástka a na základě chování autíčka bez příslušného dílu bude možné posoudit, jakou má součástka funkci. Například po odmontování volantu nebude možné zatáčet koly… V případě mutantních rostlin je potřebné prostudovat nejen vzhled celé rostliny, ale i jejích jednotlivých orgánů. Mutantní rostliny v genech kódujících studovanou bílkovinu βNAC měly odlišné počty květních orgánů a tvořily znatelně menší plody, v nichž bylo mnohem méně semen než u „normálních“ kontrolních rostlin.

Huseníček rolní podobně jako ostatní brukvovité rostliny tvoří květy se čtyřmi korunními lístky bílé barvy. Mutant však ve většině květů obsahoval pět korunních lístků.

Mutant tvoří výrazně kratší plody než kontrolní rostliny.

Většina semen v plodech kontrolních rostlin je normálně vyvinutá - semena jsou poměrně velká a zelená. Naopak mutantní rostliny obsahují v plodech značné množství nedovyvinutých maličkých bíle zbarvených semen.

Rozmnožování a tvorba semen však představuje komplikovaný proces, který sestává z mnoha dílčích kroků. Další pokusy se tak zaměřily detailněji na chování pylu, pylových láček a efektivitu oplození mutantních rostlin – tedy témata blízká dlouhodobému zaměření laboratoře.

Nejprve byla prozkoumána schopnost klíčení pylových zrn mimo rostlinu na živném médiu – u mutantních rostlin pylová zrna nepříliš ochotně klíčila, což bylo patrné především ve srovnání s „normálními“ kontrolními rostlinami. Obdobné výsledky byly zjištěny při zapojení samičích struktur, kdy byly opylovány příslušné květy a pylová zrna mohla klíčit na bliznách. Kromě toho samičí orgány mutanta naváděly pylové láčky hůře než samičí orgány kontrolních rostlin. Pylové láčky totiž nerostou směrem k vajíčkům „jen tak“, ale jsou lákány příslušnými signály obdobně jako lodě naváděné světlem majáku do přístavu. V neposlední řadě je potřeba určit, jaký podíl pylových láček úspěšně oplodnil samičí pohlavní buňky. K tomuto pokusu se užívá modrého značení pylových láček – každá oplozená samičí pohlavní buňka je pak označena modrou tečkou.

Pylová zrna mutanta klíčila mnohem hůře než kontroly a také jeho pylové láčky dorostly za stejnou dobu do kratší vzdálenosti. Pozorováno pod světelným mikroskopem.

Pylové láčky byly obarveny anilinovou modří a pozorovány pod fluorescenčním mikroskopem. Pylové láčky mutanta rostly pomaleji a hůře cílily k samičím pohlavním buňkám než pylové láčky kontrolních "normálních" rostlin.

Každé oplození je detekováno modrou tečkou. Podíl oplozených samičích struktur byl u mutanta mnohem menší než u kontrolních "normálních" rostlin.

Z publikovaných experimentů je zřejmé, že studovaná bílkovina βNAC hraje důležitou roli ve vývoji květů a plodů huseníčku rolního. Bohužel zatím stále nejsou známy přesné mechanizmy jejího účinku, ani bílkoviny se kterými v buňkách spolupracuje. Studium funkce této bílkoviny tak rozhodně není u konce…