Ve čtvrtek 13. července 2017 jsme profesorku Evu Zažímalovou přivítali v Ústavu experimentální botaniky, kde strávila podstatnou část své vědecké kariéry. S ředitelem a dalšími vědci mluvila o aktuálních trendech v rostlinné biologii, investicích do přístrojů i modernizaci šlechtitelské stanice, která slaví světové úspěchy se svými odrůdami jabloní.

Předsedkyně AV ČR postupně navštěvuje ústavy Akademie, aby se seznámila s jejich prací, úspěchy i problémy, jež musí řešit. Ústav experimentální botaniky je trochu výjimkou. Profesorka Zažímalová ho dobře zná – řadu let v něm vedla laboratoř zkoumající rostlinné hormony a v letech 2007–2012 byla i jeho ředitelkou.

Paní předsedkyně dorazila do sídla ústavu v Praze 6 společně s doktorem Zdeňkem Havlasem, místopředsedou AV ČR pro oblast věd o živé přírodě a chemických věd. Oba hosté se sešli s vedením instituce a poté si prohlédli několik laboratoří.

Ústav se zabývá rostlinnou biologií. Vědci zde tedy odhalují, „jak rostliny fungují“ – co se děje uvnitř jejich buněk, pletiv a orgánů. Ředitel doktor Martin Vágner zdůraznil, že současná rostlinná biologie je obor velice náročný na investice do přístrojů. „Když chceme dělat výzkum na světové úrovni, musíme průběžně modernizovat vybavení a dokupovat nové přístroje. Ty pak musíme efektivně využívat. Proto jsme například zřídili specializované mikroskopické pracoviště,“ uvedl.

Nová budova ústavu v Praze 6 – Lysolajích. Foto: archiv ÚEB.

V Laboratoři hormonálních regulací u rostlin přivítala hosty doktorka Klára Hoyerová. Zdejší tým z velké části navazuje na výzkum, který vedla profesorka Zažímalová a který dostal českou rostlinnou biologii na stránky nejprestižnějších vědeckých časopisů Science a Nature.

„Hodně studujeme bílkoviny přenášející rostlinné hormony – konkrétně auxin a cytokininy – přes membránu na povrchu buňky. Pro pokusy používáme buněčné kultury tabáku pěstované v živných roztocích. Vytvořili jsme i matematický model popisující transport hormonů do buněk a z nich. Model nám pomáhá analyzovat výsledky experimentů, ale také ukazuje, na co bychom se měli zaměřit v dalších pokusech,“ objasnila doktorka Hoyerová.

Doktor Petre Dobrev ze stejné laboratoře je odborníkem na hmotnostní spektrometrii. Tato metoda chemické analýzy dnes dokáže přesně identifikovat látky ve vzorku a změřit jejich obsah i v nepatrném množství materiálu. Zde slouží ke stanovení rostlinných hormonů a sloučenin, které z nich vznikají uvnitř buněk.

Další zastávkou bylo mikroskopické pracoviště, vybavené čtyřmi špičkovými mikroskopy. Každý umí něco trochu jiného a dohromady vědcům umožňují nahlížet do živých buněk. Mohou si například svítícími (odborně fluorescenčními) „majáčky“ označit konkrétní bílkoviny a potom sledovat, kam se přesunují v různých situacích.

Laboratoř hormonálních regulací u rostlin zkoumá hormony a jejich pohyb rostlinou. Na tomto snímku byla v kořenové špičce zeleně označena jedna z bílkovin, které přenášejí hormon auxin mezi buňkami. Foto: Kateřina Malínská.

V Laboratoři buněčné biologie vědci objasňují, jak rostlinné buňky získávají správný tvar a kontrolují směr svého růstu. Tým zkoumá hlavně bílkovinné komplexy, které řídí dopravu různých látek (můžeme říci „stavebního materiálu“) z vnitřku buňky na její povrch.

Jak vysvětlil doktor Martin Potocký, laboratoř uplatňuje multidisciplinární přístup. Kombinuje matematické modelování vlastností proteinů, biochemické i molekulárně-biologické experimenty a studium rostlin se změněnými hladinami vybraných bílkovin.

K zajímavým výsledkům týmu patří objev, že jeden ze zkoumaných proteinů hraje důležitou roli nejen ve zdravých buňkách, ale také při obraně rostliny před houbovými nebo bakteriálními infekcemi.

Na mikroskopickém pracovišti mají biologové k dispozici také tento nový, vysoce citlivý konfokální mikroskop Zeiss LSM 880. Foto: archiv ÚEB.

V Laboratoři rostlinných biotechnologií uvítali hosty doktor Jan Rezek a doktor Petr Maršík. Oba mladí vědci analyzují chemické složení vzorků s pomocí moderních hmotnostních spektrometrů. Na nedostatek práce si opravdu nestěžují – biotechnologický tým studuje mimo jiné přírodní látky použitelné v medicíně, přeměny cizorodých sloučenin v rostlinách nebo těkavé sloučeniny, jež rostliny uvolňují do vzduchu a komunikují tak s jinými organismy.

„Hmotnostní spektrometrie umí v jednom vzorku rozlišit až desetitisíce látek, možnosti jejího využití jsou proto obrovské. Podíleli jsme se třeba na projektu, který zkoumal vůně květů u bodláků, pcháčů a příbuzných bylin. Cílem bylo zjistit, jaké složky vůně přitahují nosatcovité brouky. Jejich larvy totiž vyžírají květenství, takže by mohly držet na uzdě evropské pcháče, které se nekontrolovatelně šíří v USA. V Americe by ale bylo nutné najít místní druhy nosatců, jimž voní pouze evropské rostliny,“ přibližuje Jan Rezek.

Častým „pokusným králíkem“ našich vědců je tabák virginský (Nicotiana tabacum). Foto: archiv ÚEB.

Kromě pražských pracovišť má Ústav experimentální botaniky AV ČR také dvě laboratoře v Olomouci. Patří mu rovněž šlechtitelská stanice ve Střížovicích nedaleko Liberce, která šlechtí jabloně odolné proti chorobám.

Na závěr své návštěvy přijali profesorka Zažímalová a doktor Havlas pozvání právě do této stanice. „Letos ji rozsáhle modernizujeme, přičemž tři čtvrtiny nákladů hradí Akademie věd. Šlechtitelé získají nový skleník a skladovací prostory s kontrolovanou atmosférou, což výrazně zefektivní jejich práci. Investice se rozhodně vyplatí – vždyť loni se na celém světě prodalo přes milion stromků našich odrůd,“ vysvětluje ředitel ústavu doktor Vágner.