Vědecká skupina z Centra strukturní a funkční genomiky rostlin ÚEB AV ČR, které je součástí Centra regionu Haná pro zemědělský a biotechnologický výzkum, navázala pod vedením Aleše Pečinky na svůj dřívější výzkum jednoho z proteinových SMC komplexů, které se podílejí na uložení chromozomů v buněčném jádře. Už tehdy olomoučtí vědci objevili u huseníčku rolního gen, který souvisí s tvorbou semen. Nyní, po dalších dvou letech bádání, dokáží přesně popsat proces, který je nutný ke vzniku kvalitních a života schopných semen.
Vědce čekala náročná práce. „Nejprve jsme se snažili zjistit, jestli se vlohy ke špatnému vývoji semen dědí od obou rodičů nebo jenom od jednoho z nich. Překvapilo nás, že poškozená semínka vznikají pouze z otcovské strany, že je tedy způsobuje pouze dědičná informace otce. To nás navedlo k dalšímu kroku, podrobně jsme se zaměřili na výzkum pylových zrn. Zjistili jsme, že zkoumané rostliny netvoří pravidelná oválná a stejně velká pylová zrna ale naopak velmi různorodá, od poměrně malých až po hodně velké,“ vysvětluje Fen Yang z výzkumného týmu. Tento výsledek nasměroval badatele dál, začali zkoumat redukční dělení buňky, tzv. meiózu. A právě tehdy se objevily nesmírně zajímavé výsledky, které vedly podle vedoucího výzkumné skupiny Aleše Pečinky k průlomu: „Ukázalo se, že při dělení buňky docházelo k chybám a přeskočení určitých procesů. Výsledkem bylo, že přibližně třetina nových pohlavních buněk získala deset otcovských chromozomů místo obvyklých pěti a pylová zrna, která je obsahovala, byla proto mnohem větší.“ Pokud došlo k oplodnění vajíčka, vzniklo podle Pečinky embryo, které mělo dvě místo jedné kopie otcovské dědičné informace. „Zjistili jsme, že takové semínko se pak většinou vůbec nevyvinulo. Pokud ano, bylo abnormálně velké a netvořilo zásobní látky.
Tyto nové informace předčily podle vedoucího laboratoře a laureáta Národní ceny vlády Česká hlava prof. Jaroslava Doležela veškerá očekávání a budou mít velký dopad do zemědělské praxe: „Prohloubili jsme znalosti o fungování proteinového komplexu SMC 5/6, kterému se nyní ve světě věnuje velká pozornost. Díky tomuto objevu můžeme mnohem lépe pochopit mechanismus odpovídající za redukční dělení buňky, které přímo ovlivňuje tvorbu semen. To je pro šlechtitele i zemědělce velmi důležitý proces, který nyní mají možnost ovlivnit. Studium tohoto zajímavého genu tak může přispět k tvorbě nových odrůd plodin s vyššími výnosy.“
Olomoučtí vědci budou ve výzkumu dále pokračovat. Nyní budou chtít zjistit, proč dochází k tomu, že neproběhne redukční dělení. Jak potvrzuje Aleš Pečinka, už nyní mohou vyloučit některé faktory: „Zatím předpokládáme, že by na vině mohla být narušená organizace vlákének, která táhnou chromozomy nebo sesterské chromatidy k opačným pólům buňky. Nebo je možné, že se chromozomy dělí hodně pomalu, takže se buňka rozhodne přistoupit k dalšímu kroku, aniž by k rozdělení došlo. To jsou zatím jen hypotézy, které budeme testovat.“
