Elektrické šoky, zdá se, našly nové využití. A to tam, kde by to člověk zrovna nečekal. Řeč je o rostlinách.
Rostliny se nemohou nakazit onemocněním COVID-19, ale mohou se nakazit řadou dalších virů. Některé z těchto virů mohou způsobit plodinám obrovské problémy. Například virus ringspot ohrožuje ovocné stromy papáje na Tchaj-wanu. Existují možnosti boje proti rostlinným virům, jako jsou proteiny k ošetření listů. Ale dva tchajwanští středoškoláci našli novou antivirovou taktiku. Léčí rostliny elektrošoky.
Mladí vědci nyní hlásí, že rostliny ošetřené šokem, se později staly méně zranitelnými vůči virovým infekcím.
Tuto léčbu šokem můžete považovat za vakcínu, všimli si studentky Fu-Ru Li a Shao-Jyun Lai. Obě dívky jsou v posledním ročníku na Taipei First Girls’ High School v Taipei City. V rámci výzkumného projektu pracovaly s rostlinami tabáku (Nicotiana benthamiana). Tento druh je dobrým modelem pro testování, protože se o něm ví spousta informací. Řadí se do stejné rodiny jako některé hlavní plodiny, např. rajčata.
Elektrické šoky by měly rostlinu stresovat podobně jako virus, uvažovali teenageři. A to aktivací jejího imunitního systému. Obvykle, když virus napadá, zvyšuje produkci chemické látky v listech, říká Shao-Jyun. Tato přírodní sloučenina, nazývaná kyselina salicylová, zodpovídá za schopnost aspirinu bojovat proti zánětu. V rostlinách tabáku tato sloučenina zapíná gen zvaný PR1. Spustí reakci, která rostlinu upozorní, aby se postavila na obranu proti viru.
„Funguje jako posílání zprávy na jiné listy,“ vysvětluje Fu-Ru.
Shao-Jyun dodává, že v podstatě to varuje rostlinu: „Ach, je tu virus. Měl by ses připravit!“
Mnoho druhů stresu – jako je horko a sucho – může zapnout imunitní systém rostliny. Krátký elektrický šok by však měl dosáhnout stejných imunitních výhod a bez poškození rostliny.
Alespoň taková byla myšlenka.
Elektrické šoky jako vakcína
Když měla každá rostlina několik týdnů, zapíchly dva měděné dráty do stonku pod listem. Dráty se připojily k zařízení, které posílalo elektrický proud do stonku přes jeden drát a pak zpět do zařízení přes druhý drát. Rostliny se zablokovaly při různém napětí a na různě dlouhou dobu. Pokud je napětí příliš vysoké nebo šok trvá příliš dlouho, listy uschnou. Fu-Ru a Shao-Jyun dosáhly nejlepších výsledků při dodání 10V proudu po dobu 10 minut.
Tři hodiny po tomto šokovém ošetření teenageři zmrazili listy rostliny a poté extrahovali genetickou informaci z rostliny pomocí PCR. Zkratka pro polymerázovou řetězovou reakci, je to technika používaná k identifikaci genů. Tyto testy ukázaly, že se gen PR1 v ošetřených rostlinách zapnul.
A ukázalo se to jako účinné.
Fu-Ru a Shao-Jyun poškrábaly listy ošetřených a neošetřených rostlin pískovým materiálem. To proto, aby vytvořily otevřené řezy. Potom teenageři rozdrtili virem infikované listy na šťávu. Poté tuto šťávu vetřeli do zraněných, ale jinak zdravých listů.
Doufali, že jejich zničené rostliny začnou vykazovat méně virové infekce než neošetřené rostliny. Léčba elektrošoky samozřejmě snížila hladinu viru asi na polovinu. Exprese genu PR1 v ošetřených rostlinách se jevila jako mnohem silnější než v neošetřených rostlinách. To ukazuje, že ošetřené rostliny mají silnější imunitní obranu.
Od jednoho stonku listu až po celé pole
Dalším krokem je, aby vakcína vydržela déle. Studentky zjistily, že právě teď se léčba šokem začíná vytrácet asi po dni. To by naznačovalo, že rostliny mohou potřebovat hodně posilovacích šoků.
Farmáři by také nepovažovali za praktické ošetřovat rostliny na svých polích jednu po druhé. Dospívající tedy zkoumali formu skupinové terapie. Zapíchnutím dvou měděných plátů do květináče vytvořili proud, který procházel půdou a do kořenů rostliny. Studenti doufají, že jednoho dne budou zemědělci schopni poslat takový proud po poli, aby elektrické šoky ošetřily mnoho rostlin najednou.
Myšlenka elektro-vakcinace celého pole připomíná Shao-Jyun sci-fi film, říká. Dokáže si ale také představit svět, ve kterém je tento koncept realitou. „Před sezónní virovou infekcí ji můžete použít jako injekci na posílení imunity rostlin,“ říká.
Mezitím ona a Fu-Ru představí svou novou antivirovou léčbu na mezinárodním vědeckém a inženýrském veletrhu Regeneron (ISEF) tento týden. Po dvou letech online se ISEF tento týden otevřel v Atlantě ve státě Georgia. Přijelo se zúčastnit více než 1100 středoškoláků z celého světa. Dalších 500 studentů letos soutěžilo virtuálně. ISEF, který nabízí ceny ve výši téměř 8 milionů dolarů (cca 191 milionů korun), je provozovaný společností Society for Science. Tato každoroční soutěž začala již v roce 1950 a těší se dlouholeté tradici.
zdroje: sciencenewsforstudents, Vapol
