Drobný plevel z čeledi brukvovitých, kterého si v přírodě málokdo všimne. Ve sklenících a laboratořích molekulárních biologů ale vládne. Huseníček rolní neboli Arabidopsis thaliana využívají biologové jako modelovou rostlinu. K jejímu rozmachu přispěl profesor Elliot M. Meyerowitz, který působí na California Institute of Technology (Caltech) ve Spojených státech a koncem září přijede na do Brna na prestižní mezinárodní EMBO konferenci „Signalling in plant development,“ kterou pořádá vědecký institut Ceitec Masarykovy univerzity.
Desítkám účastníků bude přednášet o mezibuněčné signalizaci rostlin. V současnosti se totiž jeho výzkum soustředí na pochopení toho, jaké jsou kontrolní mechanismy přepisování genetické informace v takzvaných vzrostných vrcholech rostlin. Specifická rostlinná pletiva označovaná jako meristémy se nacházejí na obou koncích, na kterých rostlina roste, tedy na vrcholech nadzemní části i v kořenových špičkách. „Snažíme se zjistit, jak rostlinné tkáně vnímají mechanické signály a porozumět rostlinné regeneraci a také procesu roubování na molekulární úrovni,“ přiblížil aktuální cíle svého výzkumu Meyerowitz.
Než se dostal k výzkumu rostlin, pracoval americký biolog s muškami octomilkami. Zkoumal mimo jiné otázku buněčných vzorců (patternu) při vývoji organismu, tedy situaci, kdy se buňky v embryu začínají formovat do složitějších tvarů a přebírají nové funkce. Podle Meyerowitze bylo již tenkrát jasné, že většinu zásadních otázek by mohly zodpovědět přístupy označované dnes souhrnně jako genomika, pod níž spadá například klonování a sekvenování genů. Pomocí těchto metod se ale v té době nezkoumal vývoj rostlin. Zdálo se, že hlavním důvodem je chybějící dobrý modelový systém, který by rostlinným biologům podobný výzkumu umožnil. „V laboratoři, kterou jsem na Caltechu založil, jsme se rozhodli zjistit, jestli by bylo možné takový modelový systém vytvořit z huseníčku,“ popsal Meyerowitz jeden ze svých největších úspěchů.
Malá velikost a krátká vegetační doba umožnila, aby huseníček využívaly i laboratoře bez speciálních zařízení pro růst větších rostlin. „Začali jsme měřit genom rostliny a zjistili, že je menší než u octomilek. V publikované práci jsme pak vyzvali další laboratoře, aby se připojily k vývoji nového modelového systému po molekulární genetiku rostlin,“ uvedl Meyerowitz. Brzy se další odborníci opravdu přidali a v současnosti se ve světě ročně publikuje víc prací z molekulární genetiky a genomiky, které jsou založeny na huseníčku, než těch, které využívají jako model octomilky nebo například rybičky dánia pruhovaná.
Laboratoř profesora Meyerowitze pokračovala ve významných objevech, tamní odborníci mimo jiné identifikovali a naklonovali geny zodpovědné za vývoj orgánů u rostlin, poprvé naklonovali rostlinný hormonální receptor a zjistili, jak funguje. Objevili také geny, které kontrolují velikost vzrostných vrcholů nebo přišli na to, že buňky v těchto rostlinných tkáních komunikují jak na chemické, tak na mechanické bázi.
Studovat růst rostlin na molekulární úrovni je podle Meyerowitze velmi důležité. Lidé ve světě stále umírají hlady, řada dětí trpí podvýživou. „Světová populace velmi rychle roste, zatímco množství orné půdy pro zemědělství každý rok klesá. Současné zemědělství je tak závislé na základním výzkumu rostlin, který se prováděl před desítkami let a budoucnost zemědělství zase závisí na výzkumu, který děláme teď,“ zdůraznil profesor.
Proto je také důležité, aby se vědci setkávali, diskutovali myšlenky a nepublikované práce, domlouvali si spolupráci. „Konference, kterou pořádáme pod hlavičkou Evropské organizace molekulární biologie EMBO, přivítá na dvě stovky účastníků. Jde o prestižní akci, první setkání odborníků v oblasti rostlinné molekulární biologie se odehrálo loni v britském Cambridge,“ dodal docent Jan Hejátko, spoluorganizátor konference, který v Ceitecu vede výzkumnou skupinu Funkční genomika a proteomika rostlin a působí také v Národním centru pro výzkum biomolekul Masarykovy univerzity.
