Pláže pokryté tunami PET lahví, mořští ptáci s žaludky plnými plastu, ryby dusící se ve volně plujícím igelitovém pytlíku. Lidský odpad decimuje nejen přírodu, ale i své původce. Nemalou potíž totiž představují mikroplasty, drobné úlomky kontaminují čtyři pětiny veškeré pitné vody.
Jako odpověď na „planetární krizi“ letos OSN zahájila desetiletí obnovy ekosystému, během něhož se má pokusit zeměkouli zachránit. K řešení gigantického problému přitom paradoxně může přispět nejmenší mořská řasa.
Kristýna Jankůjová z brněnského vědeckého centra CEITEC právě řeší otázku, jak ji „naprogramovat“, aby rozkládala plasty. Mikrořasu jménem Ostreococcus tauri přitom nezvolila náhodou.
„Je skvělým modelovým organismem, což znamená, že výsledky provedeného výzkumu lze později aplikovat i na složitější organismy,“ vysvětluje doktorandka.
Navzdory velkému potenciálu je tato jednobuněčná řasa dosud velmi málo prozkoumaná. Ví se, že má méně genů než většina ostatních. „Kolegyně to přirovnává k balení na dovolenou. Do kufříku si zabalíte, co potřebujete, a nic navíc. Přesně tak to má i tato řasa,“ směje se vědkyně.
„Hledání řešení je jako detektivka“
Ostreococcus tauri je oproti jiným buňkám menší a jednodušší, tudíž pro úpravu nejvhodnější. „To mi značně zjednodušuje práci. Je daleko snáz programovatelná podle toho, jak potřebuji,“ podotýká Jankůjová.
Je to jako balení na dovolenou. Do kufříku si zabalíte, co potřebujete, a nic navíc. Přesně tak to má i tato řasa.
Kristýna Jankůjovávědkyně
Zkoumaná řasa má totiž současně velký povrch, na němž by teoreticky měla produkovat víc proteinů. Z těch by pak výzkumnice sestavila celé metabolické dráhy, které by měly být schopné rozkládat plasty v moři, pokud by byly správně naprogramované.
Badatelka právě hledá mechanismus, jak ovlivnit jejich produkci v buňce. Když protein vzniká, nejdřív se gen, který je součástí DNA, přepisuje na RNA. Následně se RNA přepisuje do proteinu.
„Díky tomu, že do řasy vložím specifický gen, pak v buňce vznikne protein, který potřebuji. Klíčové přitom je ovlivnit oba kroky přepisu. Ty totiž určují, kolik proteinu vznikne,“ popisuje Jankůjová.
Nejdřív nechá řasy narůst v simulovaném mořském prostředí. „Pouštím jim bublinky a svítím na ně, aby rostly. Potom si vyberu ty, které narostly nejlíp. Pomocí experimentů zkoumám, jak dobře se jejich geny přepisují,“ přibližuje bioložka. Následně poskládá gen se zamýšlenými vlastnostmi a vpraví jej do DNA řasy.
Cesta k úpravě buněčných vlastností ovšem není bez překážek. „Většina organismů má rozpoznávací mechanismy pro odhalení cizího genu, jejž nemusí přijmout. Nebo může být vyprodukovaný protein pro řasu toxický. Hledání řešení je jako detektivní příběh,“ popisuje Jankůjová úskalí svého výzkumu.
Pokud by uspěla a vtiskla řase požadované vlastnosti, oceány by si oddechly. Začaly by z nich mizet mikroplasty, které živočichové požírají spolu s planktonem. Tohoto odpadu přitom ve světových vodách pluje neuvěřitelné množství – čtvrt milionu tun. Podle odborníků hrozí, že do roku 2050 bude v mořích plavat víc plastu než ryb.
