Vědátor s Dorotou Koníčkovou: Proč o rostlinách stále objevujeme nové skutečnosti?

Poznejte další stipendistku podpořenou Nadačním fondem Univerzity Palackého. Rozhovor s Dorotou Koníčkovou, která se věnuje výzkumu rostlinné biologie, můžete přečíst níže, či rozkliknout video verzi zde.

 

V čem zásadním se liší rostliny a živočichové z pohledu biologie? 

Hlavním rozdílem mezi rostlinami a živočichy z pohledu biologie je skladba buňky a samozřejmě také to, že rostliny se nemůžou pohybovat. Proto si rostliny vyvinuly složité komunikační a ochranné mechanismy, které jim „nahrazují nohy“ a pomáhají jim se bránit, pokud jsou ohroženy. V mém projektu sleduji především rostlinné hormony. Z tohoto úhlu pohledu se liší výzkum množstvím drah a metabolických propojení, které jsou v živočišné biologii mnohdy méně složitě propojeny.

„Chápou“ se nám rostliny hůře než živočichové? 

Ne. Chápání rostlinné problematiky je sice složité, ale velmi propojené proto si myslím, že je tato oblast výzkumu dobře pochopitelná, ale ještě ne zcela prozkoumána. Z tohoto důvodu je studium rostlin velmi perspektivní oblast výzkumu, protože se stále objevují nové a nové souvislosti. U živočichů je řada metabolických procesů známa a v mnoha případech neměnná, proto se nám živočišná biologie chápe lépe.

Čím přesně se zabývá váš výzkum? 

Můj výzkum se zabývá vlivy syntetických inhibitorů neboli herbicidů na homeostázu rostlinných hormonů.

Čili jinými slovy v zásadě to, jak „postřiky ovlivňují rostliny“, chápu to správně? 

Ano, přesně tak. Já se však v mém výzkumu zabývám „postřiky“ na bázi rostlinných hormonů. Tyto herbicidy ovlivňují přímo rostlinu a tak nezasahují v takové míře do životního prostředí jako chemické, komerčně připravované herbicidy, jaké se používají dodnes.

Jak vypadá váš projekt realizovaný i díky NF UPOL?

Jak jsem zmínila, řešíme vlivy herbicidů na homeostázu rostlinných hormonů. Já sama jsem studovala fenotypové, ale hlavně metabolické profilování rostlin po ošetření těmito syntetickými inhibitory na bázi rostlinných hormonů. 

Můj projekt byl rozdělen na 2 pomyslné celky, kdy v prvním byly zkoumány izolace symplastu a apoplastu, optimalizace postupu izolace a metabolické profilování. Ve druhém celku jsem se zaměřovala na herbicidy, jejich účinné koncentrace, signalizaci v rámci kořene a také metabolické profily. Vliv NF na tento projekt byl hlavně v možnosti vycestování do zahraničí – konkrétně do města Umeå ve Švédsku, kde jsem realizovala většinu experimentů z projektu. Můj výzkum je však na dlouhé lokte, nicméně v této fázi poznatky získané z experimentů jsem sepsala do mé diplomové práci.

Je zkoumání rostlinné biologie ve Švédsku na lepší úrovni než u nás? 

U nás je zkoumání na poli rostlinné biologie taktéž velmi rozvinuté. Řekla bych, že vědci, kteří se u nás touto problematikou zabývají, jsou také velmi kvalifikovaní a úspěšní. Ve Švédsku z mého pohledu mají lepší vybavení laboratoří, což týká hlavně přístrojů, a také mají trošku jiný přístup k práci, čímž neříkám, že lepší nebo horší, jen z mého pohledu jiný. Ve Švédsku jsem se setkala s řadou skvělých odborníků, pod kterými jsem tam pracovala- ve skupině profesorky Karin Ljung. Tito odborníci pracují každý na jiné oblasti zkoumání rostlin, přičemž výsledek poskytuje ucelené informace o tom, jak rostliny fungují.

Máte odtud nějaké jiné akademické postřehy? 

Ano. Jak jsem již zmiňovala, výjezd do Švédska mi dal nejen pracovní, ale i osobní zkušenosti. Naučila jsem se tam pracovat ve skupině odborníků, kteří mi ukázali, že výzkum není práce jednotlivce, ale skupiny a je nutné o problému vlastního výzkumu diskutovat s odborníky zabývajícími jinou problematikou, nakolik vám ukáží řešení vašeho problému z úplně jiné perspektivy.

Jak jste se dostala ke studiu rostlinné biologie? 

K rostlinné biologii jsem se dostala už během bakalářského studia, kdy jsem měla to štěstí, že jsem si vybrala zajímavou téma diplomové práce pod odborným vedením zkušeného vedoucího práce. Tato zkušenost se mi líbila, a proto jsem zůstala na katedře Laboratoře růstových regulátorů i nadále a realizovala tento zmíněný projekt vrámci NF.

No dobře.  Spíše mi jde o to, jak si někdejší studentka na střední škole řekne, že, jo, půjde studovat rostliny! A že se dostane až k inhibitorům homeostázy. Šlo o ambici? Nebo hlad po poznání? 

Já jsem střední školu opouštěla s tím, že ze mě bude studentka zubní medicíny. Ale tím, že jsem se nechtěla zaměřit konkrétně jen na medicínu, podala jsem si přihlášku na obor Experimentální biologie, protože biologie byl můj oblíbený předmět. Nakonec po přijímačkách jsem se rozhodla, že právě na tento obor nastoupím. 

Ale v tom, že se jedná čistě o rostlinnou biologii, se mýlíte. Jedná se o multioborovém obor, kde první 3 roky se převážně zabýváte chemií, biochemií, fyzikou, matematikou a z biologie se řeší otázky obecní biologie, molekulární biologie a klasifikace rostlin a živočichů. V navazujícím studiu pak přijde „pravá biologie“, kde se řeší biologie člověka a klinické přístupy a metody, vhodné pro práci v klinických laboratorních zařízeních. V mém případě zkoumání rostlin ať už na bakalářské nebo diplomové práci bylo spíše z touhy po poznání, a z důvodu dobrého odborného vedení.

Jak vy osobně vnímáte roli výzkumníka ve společnosti?

Podle mě je velmi důležité, aby byly zkoumány různé oblasti života – ať už medicínské nebo biologické, protože je stále co objevovat, přičemž mnoho experimentů poskytuje náhled na dosud neznámé oblasti života. Pozice výzkumníka není nejlehčí práce a mnohdy se nedaří, tak jako bychom si představovali. Ale ve výsledku, kdy je studie úspěšná a k tomu ještě i využitelná v životě, je to velmi prospěšná a užitečná práce.

Došla věda v posledních desetiletích na nějaké zásadní odhalení kolem fungování rostlin? 

Samozřejmě pokrok ve zkoumání rostlin přišel. Byly objevené různé metabolické dráhy a byly popsány účinky rostlinných hormonů. Také se přišlo k poznatkům, že rostliny reagují na zvuky a vůně. V roce 2018 dokonce vědci přišli s poznatkem, že rostliny mají vlastní nervový systém podobný živočišnému. Shodu vědci našli v aminokyselině glutamát, která u živočichů působí jako neurotransmiter v centrálním nervovém systému, což usnadňuje obratlovcům výměnu informací na dlouhé vzdálenosti prostřednictvím aktivace glutamátových receptorů. 

Podobně i rostliny vnímají například útok býložravce, aby aktivovaly obranné mechanismy v nepoškozených částech svého těla. Bylo prokázáno, že glutamát, tak jako v živočišném, tak i rostlinném těle působí jako zprostředkovatel porušení. Glutamátové receptory v rostlině přeměňují tento signál tak, že zvýší hladinu vápníku v rostlinném těle, která se pak šíří do vzdálenějších orgánů, kde potom indukují obranné mechanismy.

Jaké má praktické aplikace či jaké měl praktické aplikace v minulosti/bude snad mít v budoucnosti?

Můj výzkum v praxi může znamenat velký pokrok ve snížení množství používaných herbicidů, a tím pádem i zredukování škodlivých vlivů na okolní prostředí, ať už živočišné říše nebo kontaminaci podzemních vod.

Jak by taková aplikace mohla vypadat? Začneme používat méně herbicidů, nebo budou nějak šetrnější? 

Mohlo by to mít vliv buď na omezení používání komerčně dostupných herbicidů, ale hlavním přínosem snad bude, že nové herbicidy na bázi rostlinných hormonů ovlivňují přímo metabolické a biosyntetické dráhy rostliny. Čili nebudou v takové míře škodlivě ovlivňovat životní prostředí, jak jej ovlivňují dnešní komerčně vyráběné herbicidy.

Co významného by mělo zaznít o vašem oboru, ale obvykle nezaznívá?

Experimentální biologie je velmi zajímavě koncipovaným oborem, ve kterém se protínají poznatky jako z biologie, tak i chemie, fyziky a matematiky. Je to obor, ve kterém se najde mnoho lidí, protože není jednostranně zaměřen a poskytuje široké spektrum mezioborových znalostí. Navíc obor experimentální biologie spadá pod katedru Laboratoře růstových regulátorů, kde student dostane velmi lidský a odborný přístup všech zaměstnanců.

Text: Ladislav Loukota, Vědátor

Vizuál: Katrin Stark, Nadační fond Univerzity Palackého