V roce 2020, tedy zhruba jeden rok před uvolněním geneticky editovaných (GE) rajčat s vysokým obsahem
kyseliny gama-aminomáselné (GABA) v plodech na japonský trh, byla publikována obdobně zaměřená práce týmu dr. Akamy z University v Shimane (Japonsko). Tentokrát zájem badatelů směřoval přímo k nejvýznamnější plodině Asie a mnoha zemí celého světa – rýži seté (Oryza sativa L.), jež současně patří mezi celosvětově nejdůležitější zemědělské plodiny a představuje hlavní zdroj potravy pro více jak polovinu lidstva naší planety. Loupaná rýže, která je nejčastěji využívanou formou této potraviny, je však poměrně chudá na obsah celé řady látek důležitých pro lidské zdraví, především vitaminů, některých mikroprvků a dalších substancí. Vhodnou cestou pro překonání této nevýhody je zvýšení či obohacení obsahu uvedených látek v užitkových částech rostliny tzv. biofortifikací, pomocí konvenčního šlechtění a zejména prostřednictvím cílených úprav dědičné výbavy rostlin (genomu). Výzkumníci z University v Shimane pomocí techniky CRISPR-Cas cíleně odstranili specifickou část genu pro enzym glutamátdekarboxylasu (GAD). V důsledku toho se v semenech GE rýže zvýšil obsah GABA až sedminásobně.

 

GABA je široce zastoupena u všech organismů, počínaje mikroorganismy, přes rostliny až po obratlovce. Díky své signalizační schopnosti plní řadu velmi důležitých funkcí, např. u rostlin navozuje toleranci k nejrůznějším stresům, u savců průkazně potlačuje/moduluje přenos vzruchu v centrálním nervovém systému, podporuje vývoj neuronů a uvolnění. Vedle toho příznivě působí např. proti zvýšenému tlaku, cukrovce a dalším civilizačním chorobám, nádorům, zánětům, alergiím, mikrobům apod. Proto může být považována za potenciální alternativní terapeutikum pro prevenci a léčbu různých onemocnění.

 

Akamův tým se ve svém výzkumu záměrně soustředil na jeden z pěti GAD genů přítomných v genomu rýže, a to gen GAD3, protože se projevuje především v semenech. Je totiž známo, že GABA se přednostně vytváří z glutamátu prostřednictvím enzymu GAD, jehož jednotlivé formy jsou kódovány příslušnými GAD geny. Při podrobnějším výzkumu GAD3 genu tým potvrdil, že i tato varianta genu obsahuje informaci pro Ca2+/kalmodulin vázající doménu, která sice spouští aktivitu enzymu, ale současně omezuje množství vytvářené GABA. Proto byla odpovídající sekvence pro tuto doménu z GAD3 genu rýže cíleně odstraněna technikou CRISPR-Cas9. Získané rostliny s takto upravenou dědičnou informací byly samosprášeny a v následné generaci podrobeny detailním molekulárním analýzám. Současně byl stanovován obsah GABA a sledovány vybrané výnosové parametry (průměrná váha semen, obsah bílkovin). Jedna ze získaných linií s označením #8_8 vykazovala oproti původní (kontrolní) sedmkrát vyšší obsah GABA a současně vyšší průměrnou váhu semen a obsah bílkovin.

Aktualizace ke dni: 1.3.2024