V České republice ojedinělou laboratoř pro sekvenování DNA rostlin, tedy pro čtení jejich dědičné informace, vybudovalo Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum.

Centrum regionu Haná sdružuje výzkumné týmy z Univerzity Palackého a z olomouckých pracovišť Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR a Výzkumného ústavu rostlinné výroby.

Slavnostní otevření laboratoře se uskutečnilo 10. června 2019 u příležitosti zahájení mezinárodní konference „Plant Biotechnology: Green for Good V“. Na ní budou odborníci z 20 zemí světa představovat nové poznatky v oblasti rostlinných biotechnologií, jež by mohly přispět k řešení některých globálních problémů.

„Současný excelentní výzkum není myslitelný bez špičkového přístrojového vybavení. Díky nové laboratoři si Centrum regionu Haná bude moci udržet výsadní postavení v oblasti genomiky a biotechnologie rostlin v celosvětovém měřítku.“

„Budeme také moci rozšířit a prohloubit spolupráci s českými šlechtiteli a pomoci jim při zavádění molekulárních metod ve šlechtění rostlin,“ řekl vědecký ředitel Centra regionu Haná a vedoucí Centra strukturní a funkční genomiky rostlin na našem ústavu Jaroslav Doležel, který je současně koordinátorem výzkumného programu Potraviny pro budoucnost Strategie AV21.

Sekvenační laboratoři vévodí vysokokapacitní DNA sekvenátor (tedy přístroj pro čtení genetické informace) NovaSeq 6000 za 29 milionů korun. Centrum regionu Haná ho nedávno pořídilo díky projektu „Rostliny jako prostředek udržitelného globálního rozvoje“ z Operačního programu Věda, výzkum a vzdělávání.

Kromě toho se v laboratoři nacházejí další tři sekvenátory s různou kapacitou, výkonností i systémy sekvenování.

„V tuzemském akademickém prostředí je nově vzniklá laboratoř ojedinělá. Na jednom místě se podařilo soustředit nejen špičkovou techniku, ale také odborníky, kteří mají s touto prací bohaté zkušenosti.“

„Často provádíme natolik specializované analýzy, že by nebylo možné si je někde jinde nakoupit jako službu. Zásadní je, že máme zkušenost s poměrně sofistikovanou přípravou vzorků. Tím jsme zajímaví i pro mnohé partnery, jimž můžeme tyto služby nabízet,“ uvedl vedoucí laboratoře Jan Bartoš.

Nový přístroj má 400krát vyšší kapacitu než nejvýkonnější sekvenátor, který měli olomoučtí vědci dosud k dispozici. V jednom běhu přečte 6 000 miliard bází neboli „písmen“ DNA.

V centru pozornosti výzkumníků bude genom (kompletní dědičná informace) ječmene. Díky podrobným analýzám mohou vědci zjistit, které geny odpovídají za různé vlastnosti plodiny, například za odolnost vůči suchu či rezistenci k chorobám. Technické parametry nového sekvenátoru umožní nejen rychlejší a podrobnější studium, ale otevírají i nové směry výzkumu.

„V rámci projektu chceme studovat, jak je genom organizován v prostoru buněčného jádra a jak různé faktory, i vnějšího prostředí, toto uspořádání ovlivňují. Dosud jsme takové analýzy provádět nemohli, ale nový přístroj nám to umožní,“ doplnil Bartoš.

Získané informace mohou mimo jiné přispět ke šlechtění hospodářských plodin významných pro výživu lidstva, které budou mít vyšší výnosy a budou odolnější vůči chorobám i nepříznivým vlivům vnějšího prostředí.

Laboratoř slavnostně otevřeli ředitel Centra regionu Haná Ivo Frébort (vlevo) a vedoucí Centra strukturní a funkční genomiky rostlin Jaroslav Doležel (vpravo).

To je i jedna z oblastí, jíž se budou zabývat účastníci konference „Plant Biotechnology: Green for Good V“. Olomoucké vědecké centrum ji pořádá ve spolupráci s Evropskou biotechnologickou federací (EFB).

„Smyslem konference je přiblížit účastníkům nové trendy v oblasti rostlinných biotechnologií, genetiky či biochemie rostlin a vyměnit si navzájem zkušenosti a kontakty. Jedním z úkolů je také hledat cesty pro řešení důležitých globálních problémů, včetně hrozby nedostatku potravin pro stále rostoucí populaci.“

„Zejména mladí vědci dostávají příležitost setkat se s kapacitami svého oboru a prezentovat před nimi vlastní výsledky. V tomto směru se letos máme čím chlubit, přijede řada skutečně vynikajících vědců z prestižních zahraničních pracovišť,“ řekl ředitel Centra regionu Haná Ivo Frébort.

O úvodní přednášku se postará odborník na sekvenování genomů obilovin Nils Stein z IPK Gatersleben a Univerzity v Göttingenu, následně vystoupí Miltos Tsiantis, jeden z ředitelů Ústavu Maxe Plancka pro výzkum šlechtitelství rostlin v Kolíně nad Rýnem.

Ke klíčovým řečníkům bude také patřit například Kyle Lancaster z Cornell University v USA, jehož účast na olomoucké konferenci finančně podpořilo Velvyslanectví USA v České republice. Tento mladý a velmi perspektivní vědec se věnuje problematice fixace dusíku v půdě, takzvané nitrifikaci, která je důležitou součástí koloběhu dusíku a jsou do ní zapojeny mnohé půdní bakterie.

Svoji účast potvrdili mimo jiné i mikrobiální ekoložka Asa Frostegard z Norwegian University of Life Sciences nebo Sunghwa Choe ze Seoul National University v Jižní Koreji, který svůj odborný zájem soustředí zejména na editování genomu metodou CRISPR. Na konferenci bude zastupovat Asijskou biotechnologickou federaci, jež úzce spolupracuje s EFB.

Do programu se poprvé zapojí rovněž vědci z olomouckého Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM), a to v rámci nové sekce Udržitelné technologie pro životní prostředí.

Jejím klíčovým řečníkem bude chemik Rajender S. Varma, který kromě RCPTM pracuje i v Agentuře pro ochranu životního prostředí v USA. Další novinkou bude Grantový a publikační workshop.

Konference „Green for Good“ se v Olomouci poprvé uskutečnila v roce 2011. Na Přírodovědecké fakultě Univerzity Palackého se od té doby koná každé dva roky.

Zúčastnila se jí už řada významných světových rostlinných biotechnologů – včetně odborníka na chemickou ekologii a nositele prestižní Wolfovy ceny za zemědělství Johna Picketta z Velké Británie, belgického molekulárního biologa a laureáta World Food Prize Marca Van Montagu, Clinta Chappla z americké Purdue University nebo Patricka Schnabla z Iowa State University v USA.

Text: Martina Šaradínová, úpravy Jan Kolář.

Foto: Radoslava Kvasničková.

Zleva doprava Jaroslav Doležel, Ivo Frébort a vedoucí nové laboratoře Jan Bartoš.