Co odhalil výzkum mechu?

Hormony nejsou výsadou člověka a zvířat. Své hormony, tedy látky regulující fyziologické a vývojové pochody, mají i rostliny. V současné době se v ústavu účastní projektu, který zkoumá hormony u mechu Physcomitrella patens (čepenka odstálá). Čím je tento druh pro biology zajímavý? Čepenka je vynikající pokusný organismus. Především patří k několika málo dosud známým experimentálním rostlinám, u nichž lze cíleně pozměňovat nebo „vypínat“ konkrétní geny a tak poznávat jejich funkce. Takto získané informace mohou být v budoucnu užitečné pro zemědělskou praxi či medicínu. Studium čepenky také pomáhá pochopit evoluci rostlin, které se po výstupu na souš rozdělily na mechorosty a cévnaté rostliny (zahrnující kapraďorosty a rostliny semenné). Důležitými hormony cévnatých rostlin jsou cytokininy. Tyto látky mimo jiné stimulují buněčné dělení, podporují rašení pupenů nebo zpomalují stárnutí listů. Jaké účinky ovšem mají u mechů? A jak se cytokininy a jejich regulační funkce měnily během evoluce? Odpovědi společně hledají tým z Univerzity v Hamburku a laboratoře v Ústavu experimentální botaniky AV ČR: Laboratoř hormonálních regulací u rostlin v Praze a Laboratoř růstových regulátorů v Olomouci (společné pracoviště s Univerzitou Palackého). U čepenky objevili vědci široké spektrum 20 cytokininů. Zastoupení jednotlivých látek je podobné jako u zelených řas, tedy evolučních předků suchozemských rostlin. Identifikovali také hlavní biochemickou dráhu pro tvorbu cytokininů a zjistili, že je jiná než u semenných rostlin. Funkce cytokininů u čepenky se zkoumala dvěma způsoby. První byl „klasický“ – přidání syntetického cytokininu k rostlinám. Druhá metoda byla důmyslnější: do genetické informace čepenky se vnesl gen pro enzym odbourávající cytokininy, čímž se vytvořili rostlinky se sníženou hladinou těchto hormonů. Oba postupy potvrdily, že cytokininy podporují tvorbu pupenů na vláknitém prvoklíčku. Z těchto pupenů pak vyrůstají mechové rostlinky. Dále se zjistilo, že cytokininy jsou důležité pro správný růst prvoklíčku a vznik pohlavních rozmnožovacích orgánů. Oddalují rovněž stárnutí rostlin. Je tedy zřejmé, že cytokininy výrazně ovlivňují vývoj čepenky. Stavba těla tohoto mechu je jednodušší než u cévnatých rostlin, takže jej lze využít jako výborný experimentální model pro studium růstu a vývoje. Získané poznatky pomohou biologům při výzkumu jiných rostlinných druhů – včetně důležitých zemědělských plodin.