Objev, který ovlivní výživu lidstva

15.9.2009, Josef Matyáš, Lidové noviny POD MIKROSKOPEM Profesor Jiří Friml odhalil univerzální mechanismus, jakým všechny rostliny určují svůj tvar a růst Významný český biolog, který pracuje dlouhodobě na univerzitě v belgickém Gentu, přijel do Prahy na mezinárodní konferenci o růstových hormonech. Výborná příležitost pro rozhovor o jeho objevu, jenž časopisy Nature a Science považují za nejvýznamnější poznatek v oblasti botaniky za posledních dvacet let. * LN Otáčení slunečnice za sluncem, počet větví v koruně stromu, délku kořenů a mnoho dalších životně důležitých okolností určuje hormon zvaný auxin. Váš tým objevil skupinu bílkovin PIN, které ovlivňují průtok auxinu v těle rostlin. Jak jste se k tomuto tématu dostal? V roce 1998 několik vědeckých týmů z Evropy, Japonska a USA objevilo dvě bílkoviny PIN, ale jejich přesná úloha nebyla jasná. Můj tým společně s kolegy z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd odhalil postupně šest dalších bílkovin tohoto typu a u všech osmi jsme určili, k čemu slouží. * LN Co to znamená? Objevili jsme, že tyto bílkoviny pumpují hormon auxin mezi buňkami a že tyto auxinové toky jsou součástí univerzálního mechanismu, jak všechny rostliny, od mechorostů až po stromy, mohou regulovat svou architekturu a růst a reagovat tak na různé vnější a vnitřní signály. * LN Jak byl tak významný objev přijat? Jako mnohé důležité objevy s nadšením a někdy i se závistí. Všichni, kteří pracují na různých aspektech rostlinného vývoje, nakonec chtě nechtě vzali tento mechanismus v úvahu. * LN Nejsou ostatní biologové „naštvaní“, že jste jim vzal téma, když jste objevil všechny bílkoviny regulující obecně růst rostlin? Každý chceme vyniknout a věda je soutěživá více než mnohé jiné lidské činnosti. Někteří jedinci závidí, jiní jsou naštvaní a další se snaží vysvětlit, proč na to nepřišli dříve oni sami. Ale pro většinu badatelů je věda a její krása v objevování jak věci fungují primární. Tím, že jsou schopni včlenit objev do vlastního výzkumu, tak najednou spoustu věcí, které jsme nechápali, lze vysvětlit. Vědecká stránka je jednoznačná, mechanismus je natolik elegantní a jasný, že s jeho přijetím nebyl problém. * LN Jak si máme funkci zmíněných bílkovin představit? Jde o řetízek aminokyselin, nevíme, jak přesně vypadá jeho prostorová struktura, ale pravděpodobně jako potrubí, kterým auxin teče přes membrány mezi buňkami. * LN Vytvářet z bílkovin „potrubí“, to zní dost neobvykle. Jak jste postupovali? Nejprve jsme zjistili, že bílkovina PIN putuje v buňce nahoru, nebo dolů podle toho, jestli na ni jsou, nebo nejsou „nalepeny“ molekuly fosfátu. V řetízku aminokyselin, tam kde se obvykle přilepuje fosfát, jsme genovou manipulací vytvořili místo, aby to vypadalo, jako by tam fosfát skutečně byl. Enzymy, které rozhodují o nasměrování bílkovin, takové místo rozeznají, zabalí je do váčků a ty pak skutečně putovaly v buňce nahoru. Nebo jsme naopak bílkovinu zmutovali tak, aby se fosfát nemohl nalepit, a pak PINové součásti potrubí putovaly v buňce dolů. Tak jsme postupně mohli vytvářet „potrubí“ pro distribuci auxinu. Je zajímavé, že směrování bílkoviny PIN a tudíž stavbu auxinového potrubí ovlivňují také vnější signály. Například kořeny rostou dolů proto, že v jejich konečcích jsou buňky se škrobovými kuličkami, které vlivem gravitace padají dolů. Tím se nasměrují váčky, do kterých je protein PIN zabalen, na spodní stranu buněk a hormon auxin následně proudí na spodní stranu kořenů a ty se pak jejich působením ohýbají dolů. * LN Takže bude možné vytvářet rostliny na míru? V principu ano. Směrováním hormonálních toků můžeme rozhodnout, zda bude mít rostlina více květů, košatější korunu, vyšší stonek apod. Například pro suché půdy bude možné vytvořit plodinu s delšími kořeny, aby dosáhla na vláhu, pro chudé půdy kořeny rozvětvenější, aby efektivněji přijímaly živiny. To by mělo smysl u kulturních plodin, třeba u obilí, které by se daly pěstovat v oblastech s chudšími a suššími půdami. Větší množství větví zase přináší výhody při pěstování ovoce. * LN Jak dlouho potrvá, než farmáři dostanou přípravky vyvinuté podle vašich výzkumů? Například lilky nebo rajčata s využitím těchto znalostí by se mohly objevit na polích už v řádu několika let. Ale to je pouze teoretická možnost. * LN Proč? V Evropě jsou s pěstováním genově manipulovaných plodin legislativní problémy. * LN Hlavní překážku vidíte v tom, že Evropská unie se brání genovým manipulacím? Spíš se lidská populace a zákonodárci nechají ovlivnit různými zájmovými skupinami, které křičí, a proto jsou slyšet. Kdyby před deseti tisíci let nějací ekologičtí aktivisté začali protestovat, že obilnina dvouzrnka se nemá pěstovat, protože je genově zmanipulovaná, tak tady budeme ještě pořád žvýkat stébla trávy. Je to především otázka médií, jak informují veřejnost a otázka politiků. Měli by si vybrat fundované poradce, kteří jim správně problematiku vysvětlí. * LN Můžete uvést nějaký příklad? V Evropě se omezuje možnost testovat transgenní rostliny v reálných podmínkách. Kolega v Belgii vytvořil transgenní topol, z něhož lze získávat bioenergii s náklady o třetinu nižšími. Obsahuje méně ligninu, to je ta část dřevité hmoty, která se musí odstranit, aby se dala vyrobit celulóza, papír nebo bioenergie. Oddělování ligninu od celulózy stojí nejvíce peněz, ale nikdo mu nepovolí, aby na ohrazeném poli za ústavem ověřil, zda lze takto změněné topoly pěstovat reálně. Tyto překážky výzkum prodlužují a prodražují, protože musí existovat filiálky mimo Evropu, kde se transgenní rostliny zkouší. * LN Už projevily nějaké firmy zájem o vaše výsledky? Ve Vlámském ústavu pro biotechnologii, kde pracuji, to funguje tak, že když něco objevíme, pošleme rukopis zodpovědné osobě a ta zjistí, co lze patentovat. Teď máme v patentovém řízení dvě věci. Občas taky přijdou zástupci z biotechnologických firem, vyslechnou si, co děláme, a podle toho financují jednotlivé projekty. Zájem je veliký, i když jde o výzkum rostlin, a nikoliv třeba o „Alzheimera“. Přitom se na tuto nemoc umírá v Evropě dost často, ale hladem skoro nikdy, což ovlivňuje jak zájem veřejnosti, tak soukromých firem o rostlinný výzkum. * LN Dlouhodobě pracujete v zahraničí, takže máte od domácího dění určitý odstup. Zaznamenal jste diskuse o rozpočtu Akademie věd, který se má během tří let snížit na polovinu? Když o tom slyší kolegové ze světa, tak se chytají za hlavu a smějí se, že Švejk ještě neumřel. Jestli se navrhovaný systém hodnocení vědy prosadí, pak je to podle mě katastrofa. Lidé začnou směřovat svůj výzkum na získávání bodů, a nikoliv na přínos do světové studnice znalostí. Když pak mladý vědec s tímto přístupem vyjede na zahraniční pobyt, nebude tam nikoho zajímat, že sbíral body do českého systému. Podle nového způsobu hodnocení je výhodnější udělat nějakou pseudometodiku, za kterou dostanu víc bodů, než když mi o zásadním objevu uveřejní článek v Nature. Žádný systém hodnocení vědy není ideální, ale to co se u nás navrhuje je absurdní. Pokud se tento systém hodnocení prosadí, pak lidé jako já, pro které je věda součástí života, se do Česka nevrátí. Proč bych měl jít do systému, který mě bude nutit pracovat pro nějaké tabulky, místo abych dělal něco důležitějšího. Budou se vracet průměrní lidé, protože prokličkovat navrhovaným systémem hodnocení se dá. Ale špičkoví lidé zůstanou v zahraničí. * LN Jak se hodnotí práce vědců v Belgii? Existují tato hlavní kriteria. Za prvé jak často a v jakých časopisech publikujete – což do značné míry odráží vaši vědeckou produktivitu. Dále jak velkou část peněz získáte ze soukromých zdrojů, kolik máte licencí a patentů. Rozhodující je také počet studentů, které jste vychoval. Toto hodnocení se dělá průběžně každý rok a jednou za pět let je větší evaluace. *** OSOBNOST * Jiří Friml (* 1973) Jeden z nejlepších světových vědců v oblasti vývojové biologie rostlin pochází z malé obce Nedakonice na jižní Moravě. Zásadním způsobem přispěl k poznání klíčové role, kterou v rostlinách hrají bílkoviny zvané PIN. Ty přenášejí hormon auxin mezi buňkami a jsou nezbytné mj. pro správný vývoj všech orgánů. Vystudoval biochemii na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně, ihned po absolutoriu získal v roce 1997 stipendium v německém Ústavu Maxe Plancka pro šlechtění rostlin v Kolíně nad Rýnem, kde získal doktorát (PhD). Jako začínající vědec dostal stipendium od nadace koncernu Volkswagen, což mu umožnilo založit vlastní tým, V roce 2006 dostal nabídku několika profesorských míst, vybral si univerzitu v belgickém Gentu, kde vede laboratoř ve Vlámském ústavu pro biotechnologie. Publikoval dosud přes 80 vědeckých prací, z toho 15 v časopisech Nature a Science. Spolupracuje intenzivně s Ústavem experimentální botaniky Akademie věd České republiky a s Masarykovou a Mendelovou univerzitou v Brně.