Sdílet
22. září 2020
Karel Říha má návod na to, jak vrátit rajčatům chuť, udělat lepší chmel a taky jak pomocí úprav DNA rozjet novou zelenou revoluci.
30 let bude na světě 10 miliard lidí. A to je problém, protože nebudou žít jenom ze vzduchu. Ale zatímco populace bobtná, rozloha zemědělské půdy se nezvyšuje – spíš naopak, protože lidé, jejich bydlení a průmysl jsou roztahovační.
Rostlinný biolog Karel Říha věří, že v ruce drží návod, jak problém vyřešit. Vědec z brněnského institutu CEITEC Masarykovy univerzity se svým týmem zkoumá rostliny pomocí nových metod editace genomů, která dokáže zlepšovat odolnost plodin vůči škůdcům a počasí či zvyšovat výnosnost.
A Říha bojuje za to, aby se tahle metoda budoucnosti dostala co nejdříve i do praxe.
Zatím v tom brání evropská legislativa, která metodu de facto zakazuje podobně jako geneticky modifikované organismy, a také nepříznivá nálada ve společnosti, která má z takové produkce potravin obavy. Říha se ale brání: „Cílená mutageneze není GMO, a kdyby tomu lidé porozuměli, změnili by na ni názor.“ Podle něj nové metody genetického editování změní šlechtění rostlin, jak ho známe.
Na novou revoluci v zemědělství je nejvyšší čas. Podle odhadů OSN totiž do roku 2050 musíme navýšit zemědělskou produkci o 70 procent v porovnání s dneškem, pokud chceme nasytit lidstvo. Když se nám tohle nepodaří, hrozí katastrofální potravinová krize.
Musí se tedy zemědělství zásadně inovovat, aby lidstvo přežilo?
O tom jsem přesvědčený. Před 100 lety žily na planetě dvě miliardy lidí. A možná 80 procent jich pracovalo v zemědělství. Teď je nás bezmála osm miliard, ale v zemědělství pracují v Česku asi dvě procenta populace. Ten vývoj byl revoluční a podobným tempem potřebujeme pokračovat. Musíme se soustředit na inovace, protože úrodnou půdu už nenafoukneme. To bychom museli mýtit lesy, a to nechceme. Půdy nepřibývá, naopak jí ubývá kvůli urbanizaci, ale i erozi a místy se zvyšující salinitě, třeba ve Střední Asii. Takže musíme najít způsob, jak být produktivnější na stejném, či dokonce menším množství půdy. Mimochodem, víte, který objev v dějinách lidstva zachránil nejvíc životů?
Vakcinace, tipla bych. Ale hádám, že nás překvapíte něčím jiným.
Syntéza umělých hnojiv. Byl to objev principu, na kterém se vyrábí všechna dusíkatá hnojiva. A ta dokázala úžasným způsobem zvýšit výkonnost zemědělství. Zároveň ale klasické zemědělství, jak ho známe dnes, půdu znehodnocuje a v tomhle směru už není kde brát. Teď je potřeba přeřadit na vyšší stupeň, přijít s lepším řešením. Jediná cesta je inovovat.
Takže roboti a drony na polích, chytré zemědělství, satelitní kontrola polí, vertikální farmy ve městech… A podle vás taky geneticky modifikované plodiny, předpokládám.
Ano. Protože víte, co byl další velký objev, který pomohl nakrmit rostoucí populaci? Když se v 50. a 60. letech vyšlechtily ultravýnosné kultivary obilovin, rýže, ječmene, kukuřice, které na polích používáme dodnes. Té době se říká zelená revoluce a její přínos spočíval třeba i v tom, že přinesla obilí, u kterého se zrno nevysypává z klasu, nebo úrody odolnější vůči patogenům. Taky se podařilo vytvořit krátkostopé obiloviny. Nemají dlouhý stonek, a tak nepolehávají a snáz se sklízejí velkou mechanikou, která se v té době na pole rozšířila. Byla to vskutku revoluce, zabránila tehdy hladomoru v Asii a nakonec ji ocenili i Nobelovou cenou.
Ale tahle zelená revoluce, to ještě přece nebyly geneticky modifikované rostliny, to byly klasické šlechtitelské metody.
Jak se to vezme. Nebyly to samozřejmě žádné GMO, jak se o nich mluví dnes. Objev DNA koneckonců přišel teprve v roce 1953. Ale člověk modifikuje organismy a jejich genom 10 tisíc let, jen to předtím dělal pomalu, postupným šlechtěním, spoléhal se víc na náhodu. Křížil jedince, ať už rostliny, nebo zvířata, a dál vybíral vždycky ty, jejichž vlastnosti potřeboval. Tak vypadalo klasické šlechtění do 50. let, vycházelo se ještě z principů popsaných Gregorem Mendelem v 19. století. Během 50. a 60. let se ale začaly používat mutageny – šlechtitelé jednoduše potřebovali zvýšit variabilitu genů, aby měli víc možností pro křížení, a tak naslepo namáčeli semínka do chemikálií, které způsobují mutace. Nebo se semena vozila do jaderných reaktorů a ozařovala gama zářením. Cokoli pro to, aby se zvýšil počet mutací v populaci. Pak se to vyselo na pole a člověk doufal, že tam objeví znak, který se mu hodí. Jenomže taková střelba naslepo s sebou nesla i problémy. Podařilo se vypěstovat třeba dokonale krásná velká rajčata…
… ale když do nich kousnete, vlastně nemají chuť.
Protože úkol šlechtitelů byl, aby ta rajčata vypadala pěkně, aby vydržela transport do obchodu a pobyt v regálu supermarketů, které tou dobou zažívaly ve světě boom. My se teď zase pokoušíme jít zpátky, najít geny chuti, co se po cestě ztratily. Na rozdíl od šlechtitelů z minulosti ale dnes už umíme přečíst DNA, máme sekvence genetického kódu, a když ten správný gen najdeme, umíme ho už rostlině vrátit. Protože hlavně díky technologiím posledních 10 let a cíleným genetickým mutacím máme v ruce technologii na to, abychom nestříleli naslepo – prostě si vezmeme nástroj, kterým cíleně vyvoláme mutaci v genu přesně tam, kde potřebujeme.
A to už se bavíme o GMO, o těch zakázaných geneticky modifikovaných potravinách?
Ne nutně. Musíte si uvědomit, že pojem GMO tak, jak ho běžní lidé většinou chápou, jsou metody staré asi 30 let, kdy se do genetického kódu vpravovala upravená DNA jiných druhů. Jenže my vědci už asi 10 let máme k dispozici úplně novou metodu, které se říká CRISPR. To jsou takové laboratorní nůžky vyrobené z enzymů, které do genomu rostliny nevnášejí žádnou cizí DNA. Tyhle nůžky vytvoří mutaci přesně tam, kde potřebujeme, tedy změní klidně jedno dvě písmenka v genu. Ale nemění DNA rostliny tím, že by do kukuřice míchaly třeba geny z medúz, bakterií nebo jiných organismů.
Takže je rozdíl mezi GMO, jak ho známe, a genetickým editováním, které děláte v laboratoři vy?
Zásadní rozdíl. Představte si genom jako provázek DNA. My do něj nevnášíme nový kousek, ale cíleně ho měníme. Rozstřihneme ho a rostlina, která má vlastní opravný mechanismus, ten provázek zase slepí – v tom místě vznikne mutace, kterou potřebujeme. Pracujeme přitom ale jenom s DNA, která už je přítomná v organismu. Takové způsoby se používají i v klasickém šlechtitelství, kde ale DNA mutovala náhodně. Rozdíl mezi klasickým šlechtitelstvím a naší prací v laboratoři je v tom, že my ty změny teď dokážeme zacílit, popsat a určit.
Plný text najdete ve Forbes NEXT.