Květen 2004

Až přijde superman.

Jaroslav Petr

Lidstvo možná čeká další velký genetický skok

Před šesti miliony roky měli lidé a šimpanzi společného předka. Dnes mezi nimi zeje propast oddělující člověka od zvířete. Jenže už v roce 1975 poukázali kalifornští genetici Mary-Claire Kingová a Allan Wilson na to, že jejich dědičná informace si je nápadně podobná. Jak je možné, že se geneticky bezmála totožní tvorové svými schopnostmi tak zásadně liší? Právě na tuto otázku se minulý týden na berlínské konferenci o lidském genomu pokusil odpovědět finský molekulární genetik Svante Pääbo. Vytáhlý brýlatý vědec, který působí v lipském Ústavu Maxe Plancka pro vývojovou antropologii, patří ve svém oboru k absolutní světové špičce. Proslul například analýzou dědičné informace z kostí neandertálců, jejímž prostřednictvím dokázal, že tito robustní pravěcí lidé nepatřili k našim předkům. I proto bylo Pääbovo berlínské vystoupení očekáváno s velkým napětím. A ani tentokrát nezklamalo.

Spletité cestičky evoluce

Když 26. června 2000 oznámili genetici světu, že právě dočetli genom člověka, bylo jasné, že odpověď na otázku, co z nás dělá lidi, leží mezi písmeny genetického kódu našich nejbližších živočišných příbuzných. Není divu, že se vzápětí pustili do „čtení“ šimpanze, jehož dědičná informace se liší od lidské jen o 1,2 %. Jaké odpovědi následné srovnání přineslo?

Svante Pääbo zjistil, že za vznik řeči vděčí lidé změně v genu FOXP2, jehož opičí varianty se zbavili zhruba před čtvrt milionem roků – tedy v době, kdy startoval evoluční vzestup současného lidstva. Vývoj člověka však nelze redukovat jen na postupné hromadění „lepších“ genů. Evoluce se ubírala spletitějšími cestičkami. Harvardský neurolog Christopher Walsh došel k závěru, že společní předci člověka a šimpanze měli už před 7 miliony roky gen ASPM v konstelaci umožňující enormní růst mozku. S uplatněním této vlohy ale otáleli neuvěřitelných 5 milionů let. Na co čekali? Zřejmě na ztrátu jiného genu, který nedávno odhalil americký lékař Hansell Stedman z Pensylvánského ústavu pro výzkum svalů. Stedman objevil ve žvýkacích svalech bílkovinu dodávající čelistem opic a lidoopů sílu louskáčku na ořechy. Člověk má gen pro tuto bílkovinu narušen, a jeho žvýkací svaly jsou proto desetkrát slabší. Stedman zjistil, že lidský gen pro silnou čelist se fatálně změnil asi před 2,5 milionu roků – tedy právě v době, kdy se objevili první lidé se zvětšenými mozky. Podle Stedmana nejde o náhodnou shodu. Slabé žvýkací svaly nesvíraly lebku prvních lidí pevným stiskem, a uvolnily tak prostor pro růst mozku. Podobných změn se zřejmě odehrál bezpočet. Americká genetička Michele Cargillová prošla databáze s geny myši, člověka a šimpanze a vybrala z nich 7600 genů, jež tito tři savci sdílejí. Našla mezi nimi 1534 genů, jež se liší u člověka a šimpanze mnohem víc, než u šimpanze a myši. Znamená to, že tyto geny prodělaly během evoluce člověka velmi rychlý vývoj a byly důležité pro přežití našich předků.

Kromě genu řeči FOXP2 má za sebou bouřlivou historii i 107 genů zajišťujících přenos signálů mezi buňkami, 11 genů pro metabolismus aminokyselin, 27 genů důležitých pro čich a 21 genů pro sluch. Mnohé z těchto změn představují pro genetiky záhadu. Proč se člověku měnily geny důležité pro čich, když ten v našem životě nehraje zdaleka tak důležitou roli jako u šimpanzů? Vědci při hledání odpovědi na tuto otázku zatím jen spekulují.

Navzdory nesporným úspěchům při pátrání po genech, které umožnily ono v minulosti často zmiňované „polidštění opice“, je stále jasnější, že nejdůležitější roli nehrají ani tak jednotlivé geny, jako spíše jejich vzájemná souhra. Člověk je vybaven z valné části stejnými geny jako šimpanz, ale dokáže s nimi v mnoha ohledech více než lidoopi právě proto, že vylepšil jejich souhru. Svante Pääbo srovnával rejstřík spících a bdělých genů v mozku, játrech a krvi člověka a šimpanze a došel k závěru, že játra i krev fungují velice podobně a využívají zhruba stejný rejstřík genů. V mozku ale lidé „vaří“ ze stejných „surovin“ podle kuchařky dědičné informace úplně jiný „genetický guláš“ než šimpanzi. Za klíčové pro vývoj lidského mozku považují odborníci především posuny v poměru bdělých a spících genů během vývoje plodu v těle matky.

Kdo přijde po nás?

Srovnáním genomu člověka a šimpanze lze odpovědět na otázky týkající se dávné lidské minulosti. Najdeme tu ale i informace důležité pro současnost. Můžeme se například poučit ze šimpanzí odolnosti vůči AIDS, chřipce typu A, žloutenkám typu B a C nebo malárii. Zcela jistě je přečtení šimpanzího genomu i příležitostí k zamyšlení nad vzdálenější budoucností lidstva. Není pochyb o tom, že dříve či později začne člověk do své dědičné informace vědomě zasahovat. Na pokusných zvířatech už genetici prokázali, že podávání některých živin březím samicím doživotně ovlivní aktivitu genů mláďat. Podobně je možné zbrzdit geny, které při „jízdě nepovolenou rychlostí“ páchají vážné škody na zdraví. Stejným ukolébáním genů se podařilo posílit část mozku zodpovědnou za ukládání informací do paměti. Recept na dietu pro těhotné ženy toužící přivést na svět zdravé a chytré děti ještě sice lékaři nenabízejí, ale kdo si dnes troufne odhadovat, co přinesou nejbližší roky a desetiletí?

Metody genového inženýrství lidem umožňují měnit sortiment genů vlastní dědičné informace. Zatím vědci podnikají první nesmělé pokusy napravit vnášením nepoškozených genů dědičná onemocnění. Mnoho genetiků ale spřádá plány na takové zásahy, které by zajistily zdravým lidem odolnost vůči infekci virem HIV, vyšší fyzickou zdatnost nebo schopnost vyrábět si v těle vitamín C. Je zřejmé, že už dnes je v lidských silách zasahovat do spektra aktivních genů i do vlastní dědičné informace.

Člověk se liší od šimpanze zhruba 3,5 milionu písmen genetického kódu a zatím jen těžko odhadnutelným rozsahem odchylek v aktivitě genů. Tyto změny byly sice malým krůčkem pro geny, ale velkým evolučním skokem pro lidstvo. Někteří experti přitom upozorňují, že doba, kdy by mohlo dojít k dalšímu podobnému skoku, nemusí být daleko: Jak dlouho budoucím genovým mágům potrvá, než nahromadí v dědičné informaci své movité klientely změny obdobného rozsahu, ptají se? A jak bude tato genově zdokonalená elita shlížet na „naturální“ zbytek populace? Americký genetik Lee Silver není v tomto ohledu žádným optimistou. Je přesvědčen, že genetické rozdělení lidstva začne nenápadně, pak ale rychle nabere tempo. Vylepšená elita, předpovídá Silver, bude společensky i ekonomicky úspěšnější a bude mít prostředky na investice do dalšího genetického zdokonalování svých potomků. Pro „naturální“ populaci se tak začnou vyšší příčky společenského žebříčku rychle uzavírat a zároveň s tím poklesnou i její šance do něj proniknout.

Výsadní postavení geneticky zdokonalených rodin a rodů pak bude ohrožovat jediné – mesaliance. Silver varuje, že ve snaze zabránit naředění svých vyšlechtěných genů může nová elita sáhnout po genetické změně, jež jí znemožní početí dítěte s nemodifikovaným partnerem. Tím okamžikem by se lidstvo fakticky rozdělilo na dvě vzájemně se nerozmnožující populace a z biologického hlediska i na dva samostatné druhy. Kdo může vyloučit, že by pak ten „dokonalejší“ začal zacházet s „nevylepšeným“ stejně, jako dnes lidé zacházejí se šimpanzi? Jen málokdo, včetně Lee Silvera, je podobnou vyhlídkou nadšen. Berlínský referát Svanteho Pääba tak nabízí příležitost připomenout, že rozvoj genetiky a genomiky může být spojen i s jinými vizemi než jen těmi, které předpovídají krásný nový svět.

(Respekt)