Sluhové a páni rostlinných buněk

Rostlina nemůže před nepříznivými podmínkami utéct, o to důležitější je pro ni schopnost na změnu situace reagovat přímo na místě. Pomáhají jí v tom rostlinné hormony a složitá síť molekulárních vztahů, jíž jsou součástí. V rakouském ústavu IST ji pomáhá rozplétat Jiří Friml.

Zabýváte se rostlinami, konkrétně modelovým huseníčkem, ale původním vzděláním jste biochemik. Troufl byste si vést botanickou exkurzi? — Kdepak. Mé znalosti z botaniky byly nejlepší zhruba v 7. ročníku základní školy. Tehdy sice nebyly úplně špatné, ale od té doby jenom zapomínám. Ani jsem nikdy na vysoké škole neměl přednášku ze systematické botaniky.

Takže k huseníčku vás nepřivedla láska k rostlinám, které jste se jen rozhodl zkoumat jinak než s lupou a herbářem v ruce? — Byla to náhoda. Když jsem studoval biochemii v Brně, přišla nabídka stipendia do Německa a někdo u nás na katedře měl kontakt zrovna do laboratoře v Ústavu Maxe Plancka pro šlechtění rostlin v Kolíně nad Rýnem. Já chtěl zkusit molekulární biologii a bylo mi tehdy jedno, zda se jí budu věnovat na rostlinách, octomilkách, nebo na myších. A protože mi to v Německu celkem šlo a bavilo mne to, rostliny jsem si zamiloval a už jsem u nich zůstal.

Vývoj rostlin ovlivňují rostlinné hormony – auxin, cytokininy, etylén… Ale o tom, kde tyto hormony působí, rozhodují transportní proteiny, jimiž se v případě auxinu zabýváte. Jejich tvorbu zase řídí geny, jejichž expresi ovlivňují vnější faktory… Lze v systému regulace vývoje rostlin najít nějakého „vrchního velitele“? — Žádný vrchní velitel neexistuje, protože různé typy vývojových procesů jsou řízeny různými signály. Auxin jich řídí pravděpodobně více než ostatní „velitelé“, ale kdybych o něm mluvil jako o „vrchním veliteli“, vědci pracující na jiných hormonech by se samozřejmě bránili. Auxin slouží jako univerzální signál určující, která konkrétní buňka má něco udělat – například začít tvořit květ nebo boční kořen. Ale třeba už zase většinou nerozhoduje o tom, co se má dělat. Říká „kdo a kdy“, ne však „co“.

Takže na auxin můžeme také pohlížet jako na pouhého sluhu nebo poslíčka. Čí příkazy plní? — Pro mne není důležité, zda v něm budeme vidět velitele, nebo sluhu. Zajímá mne, jak konkrétně v rostlině funguje. O tom, že se kořeny mají více větvit, rozhodne například vyšší koncentrace živin v půdě. O směru růstu kořene rozhodne gravitace, u hypokotylu to je světlo… Jde o integraci všemožných vnějších i vnitřních signálů a skutečně pro mnohé signály, hlavně ty vnější, auxin funguje jako hlavní poslíček.

Co pro váš obor znamenalo přečtení genomu huseníčku? — K tomu mám osobní příběh. Když jsem v roce 1997 začal pracovat v Kolíně nad Rýnem, hledal jsem v huseníčku geny podobné genům pro proteiny PIN, které zajišťují transport auxinu. Tenkrát ještě genom přečtený nebyl. Strávil jsem v laboratoři deset měsíců a našel jsem sedm genů. Čtrnáct dní poté, co jsem práci dokončil, byl publikován genom. Celá ta desetiměsíční práce byla v té chvíli otázkou deseti sekund.

Nenaštvalo vás to? — Tak to ve vědě chodí. Přečtení genomu huseníčku jsem přivítal, protože nám otevřelo možnosti, o kterých se nám dříve ani nesnilo. Pracovali jsme třeba na genu, o kterém jsme si mysleli, že je to zajímavý regulátor rostlinného vývoje. A najednou jsme zjistili, že v genomu vůbec není. Že to byla kontaminace z nějaké mouchy nebo komára, kterého někdo rozetřel při izolování DNA. Ušetřilo nám to spoustu zbytečné práce.