Rozhovor s dr. Ludmilou Ohnoutkovou

Ing. Ludmila Ohnoutková, Ph.D.

„Trpělivostí a nadšením odhaluji tajemství rostlin.“

Čím se zabýváte, paní doktorko?

Působím v oblasti rostlinných biotechnologií a zabývám se technikami in vitro a transgenozí u obilovin, zejména u ječmene a pšenice.

Popište prosím nějaké vaše projekty.

V současné době například řešíme projekt zaměřený na vývoj rostlin, u kterého je hlavním cílem zvýšení rezistence vůči stresu. Spolupracujeme s týmem profesora Macka z VŠCHT, který vytipoval a prověřil geny, které by mohly zvýšit rezistenci rostlin vůči biotickému stresu a toleranci vůči abiotickému stresu. Nasyntetizovaný gen vložíme do speciálního bakteriálního plasmidu, ověříme jeho správnost a transformujeme jej do bakterie Agrobacterium tumefaciens, která námgen vloží do jádra rostlinné buňky ječmene. Cílem je získat transgenní rostliny, které budou mít v genomu naše zájmové geny. Modifikované rostliny pak testujeme v uzavřeném prostředí skleníku a hodnotíme jejich odolnost vůči různým stresovým faktorům.

Jiný příklad. V rámci mého pětiletého působení v USA jsem se zabývala transformací genů pro výrobu biodegradovatelných plastů. Cílem bylo zvýšit produkci jednoho z enzymů, který se vyskytuje v prosu prutnatém a tím podpořit rozklad plastu, jež by se z takového prosa vyrobil.

Metody genového inženýrství také využíváme v základním výzkumu, kdy studujeme funkci vybraných genů. V současné době zkoumáme rostlinný gen, který vykazuje rezistenci vůči aminoglykosidovým antibiotikům.

Jaký byl historický vývoj bádání v této oblasti?

V šedesátých a sedmdesátých letech minulého století nastal velký rozmach kultivace rostlin v in vitro podmínkách. Izolovány byly jednotlivé části rostlin, pletiva i buňky, optimalizována byla živná média a podmínky kultivace. Metody rostlinných explantátů byly uplatněny v základním i aplikovaném výzkumu. Studovaly se oblasti diferenciace rostlinné buňky i regulační mechanismy rostlin. Jednotlivé metody jsou v současné době využívány ve šlechtění rostlin i v procesu jejich množení.

Například metoda androgeneze, při níž se kultivují izolované prašníky nebo mikrospory, nám umožňuje ve velmi krátké době získat takzvané homozygotní linie. Rozvoj metod molekulární biologie společně s informatikou pak umožnily vývoj nového biotechnologického oboru, genového inženýrství.

V 80. letech byl potvrzen přenos a zapojení cizorodé DNA do dědičné informace rostlinných buněk. Transgenoze rostlin, tedy cílená změna genetické informace, je využívána jak při studiu funkce genů, tak i v praktickém zemědělství. Například již v roce 1997 jsme se podíleli na řešení mezinárodního evropského projektu, který byl jedním z prvních projektů zaměřených na transformaci rostlin. Cílem projektu byla transformace genů pro zvýšení obsahu aminokyseliny lysinu a aktivity enzymu fytasy u ječmene a tritikale.

Jakého původu jsou vnášené geny?

Geny, které transformujeme, jsou bakteriálního, houbového i rostlinného původu. Například gen, který byl vytipován pro zvýšení obsahu lysinu, pocházel z bakterie Escherichia coli, gen zvyšující aktivitu fytasy v zrnu ječmene byl z houby kropidlák černý a gen vykazující rezistenci k antibiotikům je rostlinného původu z huseníčku.

A jak fungují?

Genová exprese je proces, v průběhu kterého je genetická informace uložená v genu a převedena do struktury proteinu. Tento proces je přísně regulován, neboť jakékoliv výkyvy v genové expresi mohou mít závažné následky. Prostřednictvím zvýšení, nebo potlačení exprese genů můžeme zjistit jejich funkci. Samozřejmě je nutné znát syntetickou dráhu jednotlivých pochodů, včetně jejich regulace. Geny navíc můžeme nejen přidávat, ale také měnit, opravovat, nebo je můžeme vyřadit z funkce.

Hovořila o tom, kam se výzkumný zájem v této oblasti vyvíjel. Co se řeší prioritně dnes?

Metody genového inženýrství přinášejí v současné době mnoho možností využití jak v základním, tak i v aplikovaném výzkumu i v praxi. Do rostlin jsou vkládány v přírodě již existující geny s cílem zlepšit hospodářské vlastnosti pěstovaných rostlin, jako je zvýšení výnosu nebo odolnost rostlin k stresovým faktorům, například k suchu. Další možností je využití rostlin k produkci speciálních látek, například s lékařským využitím.

Jak jste se vlastně k rostlinám?

Můj táta byl jeden z největších šlechtitelů ječmene a pšenice v republice, vyrůstala jsem na šlechtitelské stanici a odmala jsem mu pomáhala. Chodila jsem na pole a zapisovala, co mi diktoval. Je to rodinná tradice, mám to asi v genech.

Proč se zabýváte právě obilovinami?

Výzkumem obilovin jsem se zabývala již na vysoké škole. Tématem mé disertační práce byly in vitro techniky u pšenice a ječmene, transgenoze je dalším navazujícím krokem. Transformace obilovin patří z metodického hlediska k nejobtížněji proveditelným.

Teď něco o vás. Jak vypadá váš pracovní den?

Nejvíce času trávím v laboratoři, se studenty připravujeme nové konstrukty, ověřujeme jejich správnost a realizujeme transformace. Během dne je také třeba zkontrolovat transformované rostliny ve skleníku. Transgenní ječmen se zvýšenou aktivitou fytasy máme od roku 2011 uvolněný do životního prostředí jako první v Evropě. Při polních pokusech, během celého vegetačního období, ověřujeme agronomické charakteristiky a kontrolujeme stabilitu transgenu. Pokud připravujeme konkrétní projekty, musíme chod laboratoře dobře naplánovat, tak abychom všechny práce stihli, zpravidla to bývá velmi náročné období.

Zmínila jste se o svém pobytu v zahraničí. Kde konkrétně jste pracovala?

V prosinci 2001 mne profesor Conger z Univerzity v Tennessee požádal, zda bych mohla pracovat v jeho laboratoři a podílet na řešení projektu financovaného Ministerstvem energetiky USA. Po dohodě s vedením Ústavu experimentální botaniky AV ČR jsem nabídku přijala, a v březnu 2002 jsem v jeho laboratoři nastoupila. Začátky nebyly lehké, nešlo jen o cizí prostředí a jazyk, ale i o jiný typ realizovaného grantu. Na řešení projektu se podílelo několik univerzitních pracovišť i firem, spolupráce byla velmi intenzivní a zároveň efektivní. Byla jsem velmi ráda, že jsem se na výsledcích podílela. Pětiletým pobytem jsem získala zkušenosti, znalosti a poznala jsem nové kolegy z USA a dalších zemí, se kterými dále spolupracuji.

Jak to vnímala vaše rodina, že jste takhle vyjela pracovat do zahraničí, nebo jeli s vámi?

Děti už byly větší, dcera studovala na vysoké škole, pobývala na Erasmu, syn studoval na univerzitě v Kentucky. Moji rodiče mě podporovali. Po vysoké škole bylo mým velkým přáním vyjet ven, ale tehdy to nešlo. Tak jsem si to vynahradila.

Rozdíly mezi vědeckou prací v USA a tady jsou asi velké.

Určitě. Zatímco kolegyně v USA na podobném projektu žádá o půl miliónu dolarů, já v Česku žádám o pět miliónů korun. Takže financování vědy, je neporovnatelné, vědecká práce je tam daleko efektivnější. Vědci mají velkou administrativní podporu a víc času na samotnou práci a výuku studentů. A pak, cokoliv uděláte navíc nebo inovativně, setká se to s pozitivním přijetím. Na druhou stranu tam máte jen 14 dní dovolené za rok a skoro žádné sociální zabezpečení.

Jak došlo k vašemu rozhodnutí vrátit se? Měla jste tady pozici zajištěnou?

V roce 2006 byl schválen a finančně podpořen projekt centra aplikovaného výzkumu s názvem „Funkční genomika a proteomika ve šlechtění rostlin“. Ústav experimentální botaniky byl jedním z řešitelských pracovišť a transgenoze ječmene byla součástí projektu. To byl jeden z důvodů, proč jsem se vrátila. Další byl ten, že v té době neexistovala smlouva o důchodovém pojištění mezi námi a USA.

Co vás na vaší práci baví?

To napětí je úplně úžasné. Máte nějakou představu, jak věci budou fungovat, ale ono to tak většinou není. Musíte překonávat překážky, měnit svoje strategie a opouštět výchozí předpoklady. To mě na tom baví. Někdy jsme hodně unavení, mnoho výsledků bývá negativních, ale vymyslet jak jít dál a překonat to, to je ono. Často pak přijde něco nového a úplně nečekaného.

Co říkáte na vnímání GMO u veřejnosti?

Málokdo ví, co přesně děláte, když pracujete v oblasti genového inženýrství rostlin. Pro lidi mimo obor je těžké si to představit. „Co bude ta rostlina s tím novým genem dělat? Proč se to vlastně dělá?“ Manipulace na úrovni DNA jsou vnímány jako něco nenormálního a podmiňují diskuzi o možných nebezpečích. A co je spojeno se strachem a nízkou informovaností, to bývá často také zpolitizované. Bohužel, Evropská unie má ke geneticky modifikovaným organismům odmítavý postoj i přesto, že dosud nebyl zjištěn žádný negativní účinek na zdraví nebo životní prostředí.

Nakládání s geneticky modifikovanými organismy je určeno národní a evropskou legislativou, které zajišťují ochranu zdraví lidí, zvířat a životního prostředí. Je uplatňován tzv. princip předběžné opatrnosti, produkty které GMO obsahují, nebo jsou vyrobeny z GMO, musí být před uvolněním do oběhu podrobeny schvalovacímu procesu, jsou přísně hodnoceny na základě vědeckých dat. I přes tuto striktní evropskou legislativu jsou geneticky modifikované plodiny veřejností přijímány negativně, ačkoliv rozsah jejich uplatnění může být velmi široký. S nárůstem světové populace ale věřím, že tyto rostliny budou hrát klíčovou roli ve výživě lidstva a najdou uplatnění ve zdravotnictví i v průmyslu.

Děkuji za rozhovor a přeji hodně úspěchů!

Rozhovor vedla a editovala: Hana Tenglerová
Korektury: Alena Ortenová
Foto: Michal Ureš
Publikováno 30.11.2016