MOLEKULARNI biolozi dr. Lea Vojta i dr. Hrvoje Fulgosi s Instituta Ruđer Bošković razvili su serum koji bi trebao omogućiti važna istraživanja na biljkama, a u konačnici možda i razvoj biljaka sa svojstvima važnim za budućnost poljoprivrede – primjerice, neke od njih mogle bi biti dizajnirane tako da daju veće prinose, neke da budu otpornije na stres nepovoljnih klimatskih uvjeta, a neke da sudjeluju u čišćenju atmosfere od CO2.

Serum vredniji od dijamanata

Važnost otkrića već je prepoznala švedska tvrtka Agrisera, specijalizirana za prodaju antitijela, tako da je Institut Ruđer Bošković s njom potpisao ugovor, a par je prošli mjesec odradio prvu narudžbu vrijednu 42.000 eura.

Zanimljivo je pritom da malena količina njihovog proizvoda od 50 mikrolitara na tržištu vrijedi čak 300 eura. Budući da litra (vode, ali i seruma) teži 1.000 grama, a mikrolitra je 1/1,000.000 litara, proizlazi da 0,05 grama vrijedi 300 eura, odnosno da jedan gram vrijedi 6.000 eura. Kako se cijena grama manjih dijamanata kreće oko 4.000 eura, proizlazi da je serum vredniji od dijamanata. Naravno, umjetni su mnogo jeftiniji, a veliki, prirodni skuplji.

Što je serum, kako djeluje i zašto je važan?

Za razumijevanje važnosti seruma koji djeluje na protein TROL, koji regulira proces fotosinteze u biljkama, potrebno je prije svega razjasniti funkcije TROL-a.

TROL je protein koji se nalazi na fotosintetskim membranama viših, tzv. vaskularnih biljaka. Funkcija mu je da na sebe veže jedan enzim koji vrši prijenos energije u procese koji stvaraju šećere i biomasu u biljci. Kada je enzim vezan uz TROL, on prenosi energiju u sintezu šećera i stvaranje biomase, a kada je u otpuštenom stanju, on raspršuje suvišnu energiju. Na taj način čuva biljku od suvišne energije, odnosno od prekomjernog zasićenja slobodnim radikalima koji mogu biti štetni za biljku. Drugim riječima, TROL je svojevrstan prekidač opremljen senzorima koji odlučuje kada će se sunčeva energija usmjeravati u stvaranje šećera i biomase biljke, a kada će se raspršivati kao suvišna kako ne bi škodila biljci.

Tu sada dolazimo do funkcije seruma koji je otkrio naš par. Njegov je značaj u tome da ima sposobnost detekcije TROL-a. Ideja je da se pomoću seruma mogu utvrditi razni procesi u kojima on sudjeluje, gdje se nalazi, u kakve interakcije ulazi, s kojim partnerima itd. Onj je stoga interesantan znanstvenicima koji pomoću njega mogu raditi razna istraživanja u kojima bi mogli otkrivati razne funkcije TROL-a važne za razvoj raznih svojstava biljaka.

Protein TROL otkrio je dr. Fulgosi, o čemu je 2009. objavio rad u Plant Journalu, prestižnom časopisu koji se bavi biljkama. U kasnijoj studiji, objavljenoj 2015. u časopisu Scientific Reports, naš par pokazao je da s nižim razinama TROL-a u biljci jača proces raspršivanja energije, čime jača i njihova zaštita od slobodnih radikala, odnosno od stresa izazvanog prekomjernim izlaganjem suncu.

''Nitko nikada tko se bavi biljkama u Hrvatskoj prije nas ni poslije nas nije uspio objaviti rad u časopisu Plant Journal. Mi smo već tada prepoznali da TROL ima važnu ulogu u nekoj finoj regulaciji u biljci'', rekao je Fulgosi.

Brojne koristi od seruma

No naš dvojac, koji se upoznao i povezao tijekom istraživanja, tu nije stao. Trenutno rade na studiji koja bi trebala pokazati kako povećanje razina TROL-a utječe na biomasu biljaka, odnosno povećava li je, kao što bi se moglo očekivati.

''Znanstvenici bi naš serum mogli koristiti kako bi razvijali biljke budućnosti. Primjerice, mogli bi stvarati neke koje bi imale više TROL-a i stoga bi proizvodile više biomase. S druge strane, mogli bi razvijati biljke s manje TROL-a koje bi bile otpornije na stres, odnosno na prevelike količine sunca. U područjima u kojima bi biljke bile izložene velikim ekstremima, kao što su suše i vrućine, mogle bi se uzgajati biljke bez TROL-a ili s utišanim TROL-om jer se one jako dobro nose sa stresom. S druge strane, biljke s više TROL-a u povoljnijim klimatskim uvjetima mogle bi stvarati veću biomasu, što znači više hrane. Dakle, regulacijom TROL-a može se djelovati u više korisnih smjerova'', tumači Lea Vojta.

Našli smo se tijekom vikenda u jednom kafiću u centru Zagreba uz kavu i domaće kraft pivo. Lea i Hrvoje u stisci su s vremenom jer upravo dovršavaju novi projekt koji je nastavak njihovih istraživanja, a žele ga prijaviti na Zakladu za znanost.

Lea kaže da i ovaj put surađuju s vrhunskim svjetskim znanstvenicima.

''U novom projektu radimo s prof. Alexanderom Rubanom s Queen Mary University of London i grupom prof. Veljovića iz Beograda. Oni su vrhunski svjetski stručnjaci u tom području'', kaže naša molekularna biologinja.

Ako rezultati budu pozitivni, također bi mogli biti od velikog značaja za smanjenje koncentracija CO2 u atmosferi i time ublažavanje klimatskih promjena, no o tajnama svojeg novog rada za sada još ne smiju govoriti u javnosti.  

Kao što priliči pravom znanstveniku, Fulgosi je uzbuđen kada tumači funkcije TROL-a, a posebno kada govori o tome kako je nastao evolucijom.

''Njega nemaju ni alge, ni niže biljke. On je vaskularnim biljkama omogućio evolucijsku prednost jer funkcionira kao prekidač koji kontrolira kamo je najbolje usmjeriti energiju. No ipak, vuče korijene još iz drevnih vremena biološke povijesti Zemlje, gdje je prije više od 3 milijarde godina sudjelovao u metabolizmu organizama koji su ovisili o procesiranju sumpora u atmosferi u kojoj je bilo vrlo malo kisika. S vremenom je dobio važan dodatni dio koji mu omogućava vezanje jednog enzima koji obavlja usmjeravanje elektrona u stvaranje tkiva ili u otpuštanje viška energije te je postao ono što danas jest'', tumači Fulgosi oduševljeno uz smijeh i priznanje kako je samo ta priča, sama po sebi, toliko zanimljiva da bi se rado samo njome bavio.

Budućnost dizajniranja biljaka

Ako ste namirisali da bi se TROL mogao koristiti za stvaranje genetski modificiranih biljaka, u pravu ste, no samo djelomično. Naime, biljke s utišanim ili pojačanim TROL-om mogu se stvarati na različite načine – od odabira i križanja preko konvencionalnih metoda promjene DNK mutagenezom (zračenjem, kiselinama i sl.), koja se već desetljećima koristi u konvencionalnoj poljoprivredi, do izmjene gena novim tehnikama.

''Dobra strana te priče je što u takve biljke ne bi trebalo uvoditi nikakve gene drugih organizama, čega se ljudi boje kada govorimo o GMO-ima. One bi se mogle modificirati tako da utječemo na razine TROL-a u njima raznim konvencionalnim metodama ili CRISPR/Cas9 tehnikom, što znači da se biljkama utječe na njihove vlastite gene čime se kontrolira stvaranje TROL-a'', pojasnio je Fulgosi.

Vijesti o značaju njihovog dosadašnjeg, ali i novog rada već su obišle svijet pa postoji interes da njihovi rezultati i potencijali budu predstavljeni na sljedećoj konferenciji o klimatskim promjenama u Čileu. Naime, kako broj ljudi u svijetu raste, a klimatske promjene smanjuju površine na kojima se mogu uzgajati postojeće biljke, sve više raste potreba za dizajniranjem sorti koje će biti otpornije na globalno zagrijavanje i proizvoditi više hrane bez uništavanja šuma i staništa divljih životinja.

Njihova priča, kažu, pokazuje da se temeljne znanosti mogu učiniti komercijalno zanimljivima. Osobito ako svi odrade svoj dio posla kako treba. Naime, njihova istraživanja TROL-a prepoznala je i financirala Zaklada za znanost, dok je Ruđerov ured za transfer znanja odradio ključnu ulogu u njihovoj komercijalizaciji u formi seruma.

Mi im želimo puno narudžbi za serum te puno uspjeha na natječaju za sredstva Zaklade i u budućim istraživanjima.