Vědci vyvinuli metodu pro detailní zkoumání fytohormonů

Další důležitý střípek do mozaiky poznání rostlinných hormonů cytokininů přinesli vědci z Laboratoře růstových regulátorů a Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum. Vyvinuli metodiku, díky níž jsou schopni mnohem detailněji než dosud zkoumat tyto hormony v buňkách kořenové špičky. Výsledky zhruba tříleté práce v těchto dnech publikoval prestižní odborný časopis The Plant Cell.

Novou metodiku vytvořili olomoučtí odborníci spolu s kolegy ze Švédska a Velké Británie na modelové rostlině huseníčku rolním (Arabidopsis thaliana). Lze ji ale použít i na jiné rostliny včetně hospodářských plodin. K separaci buněk kořene huseníčku a k analýzám obsahu cytokininů v buňkách jednotlivých pletiv vědci využili moderní techniky včetně průtokové cytometrie a hmotnostní spektrometrie s vysokou citlivostí. Díky tomu jako první pronikli až na zeptomolární koncentrační úroveň (10^-21).  Zatímco běžně musejí biologové pracovat s minimálně miligramovými vzorky rostlinného materiálu s miliony buněk, nyní stačí vyselektovat „pouze“ 20 až 200 tisíc buněk pocházejících ze stejného pletiva.

„Vyvinuli jsme velmi citlivý detekční systém. Obrovský posun je právě v tom, že jsme schopni zkoumat malé populace buněk pocházejících z přesně definovaného typu pletiva a v nich stanovit extrémně nízké koncentrační hladiny fytohormonů. Potvrdili jsme také, že v kořenové špičce se nachází koncentrační gradient cytokininů, což bylo doposud známo jen pro auxiny,“ uvedl jeden z autorů studie Ondřej Novák z Laboratoře růstových regulátorů. Obdobná analýza cytokininů dosud neexistovala.

Vědci rovněž získali informace o systému přeměny a rozložení cytokininů v kořeni rostlin. „Tyto poznatky by nám měly pomoci lépe pochopit princip fungování kořenové špičky v procesu růstu a vývoje celého kořene. Odborníci se čím dál více přiklánějí k názoru, že právě kořenová špička prostřednictvím fytohormonů významně rozhoduje o vývoji rostliny. Zjistili jsme, jaké cytokininy se tam vyskytují a jak fungují. Co to pro rostlinu znamená a jak by bylo možné tyto poznatky využít v praxi, bude teprve předmětem dalšího zkoumání,“ doplnil Novák.

Podle něj stojí za tímto výsledkem trpělivá a houževnatá práce výzkumníků. Ti při experimentech a izolacích buněk spotřebovali statisíce rostlin a provedli stovky pokusů. „Na jednu analýzu je potřeba 3000 rostlinek huseníčku a analýzu je třeba opakovat až desetkrát. Abychom dostali informaci o celé kořenové špičce, museli jsme mít k dispozici 150 tisíc rostlin. Je ale jedinečné, že jsme schopni takových výsledků vůbec dosáhnout. Věříme, že vývoj dalších moderních technologií umožní náš přístup dále zdokonalit a hlavně minimalizovat,“ řekl Novák.

Huseníček rolní je významnou modelovou rostlinou, která se používá v molekulární biologii pro svoji jednoduchost a nenáročnost při pěstování. Splňuje i další podmínky kladené na modelové organismy – malý genom, krátká regenerační doba mezi dvěma generacemi a dostatečné množství potomstva. V biologických laboratořích proto patří k nejrozšířenějším. Jeho genom byl osekvenován jako první na přelomu tisíciletí.