Absolventka katedry botaniky získala ocenění Česká hlava za výzkum řas jařmatek

Martino, dovolte mi nejprve Vám k Vašemu ocenění ještě jednou upřímně poblahopřát. Můžete nám prozradit, jak vlastně vypadala Vaše cesta k ocenění?

Na cenu Česká hlava mě nominoval pan děkan. Za několik měsíců, tedy po době, kdy jsem to vůbec nečekala, mi domů přišlo oznámení o tom, že jsem byla oceněna. Před samotným slavnostním předáváním ceny bylo potřeba ještě vytvořit medailonek, který natočila Česká televize. Mým partnerem, který v medailonku zastupoval laickou veřejnost, byl houslista Václav Hudeček. Medailonek se natáček u nás v Botanické zahradě a také v laboratořích (začátek v 9.57)

Martina Pichrtová přebírá ocenění Česká hlava z rukou místopředsedy vlády pro vědu, výzkum a inovace Pavla Bělobrádka ocenění Česká hlava v kategorii Doctorandus. Foto: Česká hlava

Máte představu jak vlastně výběr probíhal?

Hodnocení probíhá na základě dodaného popisu odborné práce a dosažených výsledků a doporučujících posudků od školitele a dvou nezávislých odborníků. V mém případě šlo o školitelku Doc. Yvonne Němcovou od nás z katedry a další posudky vypracoval Doc. Marek Eliáš, který působí na univerzitě v Ostravě a prof. Jiří Komárek z třeboňské pobočky Botanického ústavu AV ČR. Na základě jakých kritérií porota rozhodovala ale přesně nevím. Odhaduji, že při výběru mi mohlo pomoci to, že jsem během studia měla možnost spolupracovat na řadě různých projektů svých kolegů, a tak byly moje výsledky poměrně různorodé. Výzkum řas jařmatek, který byl hlavní náplní mojí dizertační práce, je vlastně jen jedním z témat, jimiž jsem se zabývala.

Obraťme se tedy k samotnému předmětu vašich výzkumů, řasám jařmatkám.  Jde o řasy suchozemské?

Jařmatky (r. Zygnema) jsou vláknité sladkovodní řasy, které patří mezi spájivky (Zygnematophyceae). Řada spájivek se vyskytuje v poměrně extrémních podmínkách, např. v kyselých mokřadech, na povrchu ledovců nebo vyloženě v aeroterestrickém prostředí.  Konkrétně jařmatky si oblíbily vysychavé lokality. V Arktidě, kde jsem je zkoumala já, jařmatky vytvářejí celé koberce (mats). Z hlediska produkce biomasy jsou tedy velmi významnými hráči - význam cévnatých rostlin v produkci biomasy naopak s rostoucí zeměpisnou šířkou klesá. Spájivé řasy jsou navíc podle současného stavu poznání úplně nejbližšími řasovými příbuznými vyšších rostlin. Dá se tedy předpokládat, že předek dnešních rostlin, který dokázal někdy v průběhu ordoviku (cca - 450 milionů let) kolonizovat souš, pravděpodobně sdílel mnohé vlastnosti právě se spájivkami.

Jařmatky jsou vláknité sladkovodní řasy, řazené do třídy spájivek. Podle současných znalostí patří k nejbližším řasovým příbuzným vyšších rostlin. Foto: Martina Pichrtová.

Zaměření na jařmatky bylo tedy od počátku cílené?    

Téma bylo původně směrováno k polárním řasám obecně, cílem bylo zkoumat mechanismy stresové odolnosti a tvorbu odpočívajících stadií (spor), které jim umožňují přežít extrémní podmínky. Téma se však velmi rychle zúžilo právě na jařmatky, protože jsou v Arktidě velmi hojné a přitom se o jejich stresové odolnosti vědělo jen málo.

Můžete nám přiblížit, jaké byly hlavní závěry Vaši oceňované dizertační práce?

Hlavní závěry byly v podstatě dva. První bylo zjištění produkce fenolických látek, které pohlcují UV záření. Tento jev je známý u některých jiných spájivých řas, u jařmatek však nic podobného zatím popsáno nebylo. Fenolické látky se obecně u řas příliš často nevyskytují, obvyklejším mechanismem ochrany proti UV záření je např. tvorba mykosporinu podobných aminokyselin (MAAs).

Druhé zjištění souviselo s mým pátráním po odolném trvalém stádiu, s jehož pomocí by mohly tyto řasy přežívat extrémní podmínky. Výsledkem procesu pohlavního rozmnožování je u těchto řas zygospora, tedy velmi odolná tlustostěnná zygota. Předpokládalo se, že v polárních podmínkách k pohlavnímu procesu vůbec nedochází a vznikají proto jiné typy odolných stádií. K našemu překvapení jsme však zjistili, že řasy přežívají všechny stresy ve vegetativním stavu a žádná specializovaná klidová stadia tedy netvoří. Buňky, které přežívají připomínají buňky typické pro staré kultury – nedělí se a mají nahromaděné zásobní látky, pořád se ale jedná o vegetativní buňky.

Po absolvování doktorského studia máte úvazek zde na katedře botaniky. V současnosti spolupracujete s rakouskými kolegy z univerzity v Innsbrucku. Můžete nám přiblížit, jak vypadá nejen historie, ale i současnost a zejména budoucnost vaší spolupráce?

Když jsem začala pracovat na tématu své dizertační práce, tedy na výzkumu mechanismů stresové odolnosti řas jařmatek na Špicberkách, narazila jsem na článek, který se věnoval právě tomuto tématu. Autory článku jsem trochu znala z Erasmu v Innsbrucku, tak jsem jim zkusila napsat, zda bychom nenavázali spolupráci. Byli z té myšlenky hned nadšeni a já jsem se tedy vydala do Innsbrucku na čtyřměsíční stáž. Následně jsme společně napsali bilaterální mobilitní grant AKTION, který umožnil další výměnu pracovníků a studentů mezi oběma pracovišti. V současnosti spolupracujeme na základě bilaterálního grantu Lead Agency, což je nový typ grantu vypsaný Grantovou agenturou ČR. Předloni byl vypsán první ročník a prof. Andreas Holzinger z Innsbrucku mě přesvědčil, abychom jej zkusili podat. K mému překvapení grant nakonec vyšel. Za naši stranu jsem hlavní řešitelkou já, Andreas je hlavním řešitelem za stranu rakouskou.

V arktických podmínkách vytvářejí jařmatky souvislé mnohavrstevné nárosty (mats). Foto: Andreas Holzinger

A čeho konkrétně se dnes vaše spolupráce týká?

Tématem společného projektu je  “Kolonizace souše spájivými zelenými řasami”. Jak již bylo řečeno, spájivky se často vyskytují ve vysychavých lokalitách a kromě toho jsou považované za nejbližší příbuzné suchozemských rostlin. Naším tématem ale není přímo hledisko evoluční, zajímají nás hlavně mechanismy přežití stresů prostředí, které jsou spojeny se životem na souši (především vysychání, UV záření, zamrzání).

Jak vypadá rozdělení práce mezi obě strany?

Každé z pracovišť je jinak přístrojově vybavené a oba týmy dobře ovládají trochu jiné metody. Ekofyziologické experimenty s kulturami a vystavování řas různým stresovým podmínkám probíhá na obou pracovištích. Rakouská strana má pak na starosti analytické metody, tedy detekci různých metabolitů v buňkách řas. To nám umožňuje zkoumat na biochemické úrovni procesy, které jsou spojené se stresovou odolností. Naopak my máme na starosti molekulární fylogenetiku, zatím jsme naše experimentální kmeny charakterizovali na základě chloroplastových genů.

V laboratořích katedry botaniky v Benátské ulici se odehrává velká část experimentů, během nichž jsou řasy vystavovány různým stresovým podmínkám. Foto: Jan Šťastný

A v jaké fázi se vaše výzkumy momentálně nacházejí?

To, co teď chceme zjistit, je vlastně biochemický popis rozdílů mezi oběma zmiňovanými formami vegetativních buněk – aktivně rostoucími a odolnými s nahromaděnými zásobními látkami. V současné době testujeme metody metabolomiky. Pomocí vybavení, které má rakouská strana k dispozici (HPLC, GC-MS), můžeme detegovat stovky různých metabolitů z jednoho vzorku. Sledujeme tedy, jaké látky jsou v buňce přítomné a zda v jejich složení dochází spolu s kultivačními podmínkami nebo při působení různých stresových faktorů k nějaké změně.

Překvapil Vás zatím nějaký výsledek?

Na první pohled je velmi patrná velká akumulace lipidů následkem nedostatku živin - právě tohoto jevu se hojně využívá v řasových biotechnologiích. Nás však spíše zajímá, zda řasy produkují např. cukry či jiné látky, o nichž je známo, že jsou osmoticky aktivní a mohou tedy napomoci buňce vypořádat se se stresem z vysychání. Z této linie výzkumu již nějaké výsledky máme.

A jaké jsou momentálně vaše další vědecké plány?

V současnosti jsem plně zaměstnaná prací na našem společném česko-rakouském projektu, který poběží ještě dva roky. Hodně času se snažím trávit v Innsbrucku, abych si nové metody sama vyzkoušela, takže čas tam strávený bývá velmi intenzivně vyplněn laboratorní prací. Doposud jsme se zaměřovali především na výzkum stresu z vysychání, v tomto roce bychom se chtěli začít věnovat také odolnosti k zamrznutí, což je u řas z polárních oblastí klíčová otázka.

A my Vám za celou fakultu přejeme, aby práce nejen nesla výsledky, ale vedla i nečekaně zajímavými směry. A především vás bavila!

Ptal se: Michal Andrle