Geneticky upravené topoly zázračně likvidují toxické znečištění

Zapálení ekologičtí aktivisté často vnímají geneticky modifikované organismy jako smrtelné zlo a hrozbu pro životní prostředí. Paradoxně ale právě geneticky upravení tvorové mohou významně pomoci nejen v medicíně nebo zemědělství, ale taky v managementu životního prostředí. Příroda každopádně není dokonalá a občas ji lze nenápadným šikovným trikem postrčit k poměrně zázračným výkonům.

Přímo učebnicově to nedávno předvedla Sharon Doty z University of Washington s početným týmem kolegů, když úspěšně geneticky upravili hybridní topoly. Badatelé pracovali s velmi životaschopnými kříženci osiky (Populus tremula) a topolu bílého (Populus alba), kterým se říká topol šedý (Populus x canescens). Vznikají spontánně v přírodě i záměrným křížením, vzhledově jsou tak zhruba mezi rodiči, což u kříženců zdaleka neplatí vždycky, ale u topolu šedého zrovna ano. Pokud jde o růst, v tom jsou daleko topolí hybridi úspěšnější než rodičovské druhy a dosahují větší výšky, většího průměru kmene, mají rozsáhlejší kořenový systém, rychleji rostou.

I neupravované topoly šedé dovedou zajímavou věc. Tak jako některé další druhy rostlin vychytávají ze svého okolí různé produkty lidských aktivit, námi považované za znečisťující. Topoly šedé mimo jiné dovedou vycucávat z vody, ale v některých případech i ze vzduchu běžné uhlovodíky lidského původu, jako trichloroetylen, vinylchlorid, tetrachlormetan, benzen nebo chloroform. Kupříkladu trichloretylen je běžně užívané odmašťovadlo, které se hodně často dostane do podzemní vody. Topoly pomocí zručného enzymu cytochromu P450 2E1, hemoproteinu obsahujícího v hemech atomy chromu a fosforu, trichloretylen rozloží na neškodnou sůl, vodu a oxid uhličitý.

Transgenní topoly dělají přesně to samé, ale rychleji. Cytochrom P450 2E1 je od pohledu evolučně stará záležitost a tentýž enzym funguje i u zvířat včetně člověka. V detailech se ale pochopitelně liší a právě toho se dá lstivě využít. Doty s kolegy nahradili topolí cytochromy P450 2E1 stejným genem s mírně odlišnou sekvencí, který pochází od králíků, jimž výrazně pracuje v játrech.

Výsledky jsou naprosto oslnivé. Malé transgenní stromky, zatím pěstované v hydroponii, vysají z vody celých 91 procent rozpuštěného trichloretylenu, srovnatelné obyčejné topoly šedé naproti tomu jen 3 procenta. Upravené topoly metabolizují trichloretylén stokrát rychleji.Topoly se díky genetické manipulaci zlepšily i v odstraňování ve vodě rozpuštěného chloroformu, tetrachlormetanu a vinylchloridu a také v lapání plynného trichloretylenu a benzenu.

Není to poprvé, kdy genetičtí inženýři pracovali se savčím cytochromem P450 u rostlin. Například předloni japonští badatelé vložili lidský P450 do rýže, která díky tomu dovedla odbourávat herbicidy. Pěstování téhle rýže by významně snížilo chemickou zátěž okolí rýžovišť.Výzkum geneticky upravených topolů pokračuje a není zcela vyloučeno, že se podaří využít i vlastní cytochromy P450 topolu, ale s upravenými promotory a enhancery, které zajistí žádané zvýšení výkonu v odstraňování uhlovodíků .

Jak je vidět, pro radikální aktivisty se rýsuje další závažný problém. Stejně jako v případě jaderné energetiky a globální změny klimatu, se i genetické manipulace stávají nevyhnutelnou technologií, která má velký potenciál zlepšovat životní prostředí. Mnozí lidé se tak brzy setkají s volbou, zda je opravdu nutné trvat na malicherných obavách z technologického vývoje a zda je omluvitelné zahazovat kvůli prakticky iluzornímu riziku nesmírně užitečné nástroje.

Pramen: PNAS online, ScienceDaily 16.10.2007.