Červen 2006

Překladatel genetického kódu

František Houdek

Genetika vznikla před sto čtyřiceti lety v Brně. Rovněž v Brně pak na ni byla v polovině minulého století v Československu uvalena klatba, tamtéž z ní byla později i sejmuta. V úterý 25. dubna se slavná historie genetiky v Brně opět propojila s její skvělou světovou přítomností: Moravské zemské muzeum udělilo americkému vědci Marshallu Nirenbergovi, laureátu Nobelovy ceny, pamětní medaili Gregora Mendela.

Přesně před 150 lety se čtyřiatřicetiletý mnich Johann Gregor Mendel, všestranně vzdělaný a se zájmem o přírodu, pustil na zahrádce augustiniánského kláštera v Brně do výzkumu dědičnosti rostlin. Po letech pokusů s více než 27 000 rostlinami hrachu 34 odrůd přednášel roku 1865 o svých výsledcích v brněnském Přírodovědném spolku. Rok nato jeho práce o zákonech dědičnosti vyšla německy ve sborníku spolku. Zapadla - až biologové začínajícího 20. století ji ocenili jako průlomovou.

Hieroglyfy dědičnosti...

Sto let poté, co se Mendel pustil do svého hrachu, svět stál před další velkou genetickou záhadou. Vědělo se už, že dědičnost je v dvojšroubovici DNA zapsána pomocí dlouhé řady čtyř "písmen" - A, G, C a T. Ta řídí syntézu proteinů v buňce. Bílkoviny jsou dlouhé řetězce sestavené v určitém pořadí z dvaceti různých aminokyselin. Nová otázka zněla: Jak se pořadí písmen v DNA přenáší do pořadí aminokyselin v bílkovinách? Napřed vědci zjistili, že prostředníkem mezi DNA a bílkovinou je RNA. Tento jednovláknový "otisk" DNA lze přirovnat k uvaděčce v divadle - přečte si vaši vstupenku (úsek DNA) a potom vás (coby aminokyselinu) zavede k odpovídajícímu sedadlu. Výsledkem je uspořádané hlediště (bílkovina).

Začal rok 1961 a biologové pořád ještě dumali nad textem té dlouhatánské kouzelnické knihy psané hatmatilkou, která navenek nezná interpunkční čárky ani tečky, a dokonce ani neodděluje slova mezerami!

... a jejich první rozluštitel

A tady vstupuje na scénu Marshall Warren Nirenberg, rodák z New Yorku (10. dubna 1927). Od dvanácti let žil ve floridském Orlandu, do jehož příznivého klimatu se rodina přestěhovala kvůli synkově revmatické horečce. Živá příroda ho (podobně jako Mendela) zajímala od dětství: "Florida těch časů byla přírodní ráj. Jako kluk jsem byl nejšťastnější při zkoumání jeskyní a močálů a při sbírání pavouků..." Zoologii vystudoval na Floridské univerzitě; ale v té době už začal pošilhávat po biochemii. Doktorskou disertaci z ní obhájil jako třicetiletý na Michiganské univerzitě, poté nastoupil do Ústavu národního zdraví v Bethesdě u Washingtonu.

V roce 1961 - bylo mu čtyřiatřicet jako kdysi začínajícímu Mendelovi - provedl se svým německým postdoktorandem, kterým byl Heinrich Matthei, následující pokus: soubor buněk roztrhal a zbavil jader. Získal směsku bez DNA i bez RNA, ale se všemi aminokyselinami i dalšími ingrediencemi. Do této "polévky" přidal uměle syntetizovanou RNA složenou ze samých otisků písmene T v DNA. Dostal bílkovinu složenou pouze z aminokyseliny fenylalaninu. Tím prokázal, že za vestavbu fenylalaninu do řetězce bílkoviny odpovídá v DNA trojpísmenné slovo TTT. Jinak řečeno, přeložil první slovo DNA do slova proteinu.

Otrokyně ideologie a konec noční můry

V srpnu 1961 se v Moskvě konal V. Mezinárodní biochemický kongres. Nirenberg a Matthei svůj objev udělali pár týdnů předtím, takže jejich referát byl zařazen dodatečně mimo hlavní program. Naštěstí se tam o něm dozvěděl spoluobjevitel struktury DNA Francis Crick a zařídil, aby byl přednesen i na plenárním zasedání. Nirenbergovo vystoupení znamenalo hotovou bombu. A nejen vědeckou, ale i politickou.

"Buržoazní pavědu" - genetiku -totiž východně od železné opony nahrazoval v letech 1948-56 zlý sen zvaný lysenkismus (podle jejího despotického propagátora Trofima Lysenka). Tato "rudá biologie" kupříkladu tvrdila, že geny neexistují nebo že se dědí i vlastnosti získané během života, což fascinovalo zejména Stalina (pár generací stačí k vývoji sovětského člověka k uvědomělosti). Ve skutečnosti jsou to jevy kategorie perpetua mobile!

V servilním Československu uspořádala na přelomu února a března 1952 (na počest Stalinových 72. narozenin) Vojenská technická akademie v Brně monstrózní konferenci nazvanou Proti kosmopolitismu a objektivismu ve vědě, kde se česká genetika přihlásila k sovětské. Slovo "mendelista" tehdy znamenalo nadávku. Opozice proti lysenkismu se pak soustředila v Praze kolem Bohumila Sekly a Karla Hrubého, v Brně kolem Jaroslava Kříženeckého - ten snad jako jediný genetik u nás prošel i vězením.

Na XX. sjezdu sovětských komunistů v únoru 1956 jejich tehdejší boss Nikita Chruščov odsoudil éru stalinského teroru. Lysenkismus ztratil politickou podporu. Zastrašení ho s úlevou opustili, s těmi zaprodanými to šlo hůř, ale přece. Ke kýženému návratu do normálu významně přispěl i zmiňovaný biochemický kongres 1961 v Moskvě s Nirenbergovou přednáškou.

V srpnu 1965 proběhlo v Brně za účasti vědců z celého světa Mendelovo vzpomínkové sympozium ke 100. výročí publikace jeho objevů. Mendelova socha, povalující se dosud kdesi na smetišti, se vrátila do parku na místě bývalé zelinářské zahrádky kláštera, kde Mendel prováděl pokusy s hrachem.

Obnova genetiky

Lze říci, že právě toto mendelovské sympozium definitivně uzavřelo éru lysenkismu v celém východním bloku. Půl roku nato vydala československá vláda usnesení na podporu genetiky u nás. O Mendelovu památku i pozůstalost se už více než čtyřicet let stará Moravské zemské muzeum, přesněji jeho genetické oddělení J. G. Mendela s Památníkem J. G. Mendela (takzvané Mendelianum). Během přípravy mendelovského sympozia v roce 1965 se Mendelianum rozhodlo udělovat pamětní medaili Gregora Mendela za rozvíjení jeho vědeckého odkazu. Letos tuto cenu obdržel právě Nirenberg. Ten během svého života odmítl četné nabídky profesur a vedení výzkumných týmů a zůstal věrný Bethesdě (napřesrok v ní bude zaměstnán půl století). Jeho výzkumná parketa se však změnila - poté, co během 60. let významně přispěl k dočtení genetického kódu (a dostal za to Nobelovu cenu), molekulární genetika jako by ho přestala bavit a obrátil se k neurobiologii. "Je to vedle genetického kódu jediný další biologický systém, který pracuje s informacemi. DNA realizuje genetickou informaci, mozek informaci duševní." Ostatně slovo "informace" najdeme i v názvu přednášek které v těchto dnech prosloví v Brně a v Praze:

Marshall Nirenberg posbíral řadu poct; stal se kupříkladu členem Americké akademie věd a umění, americké Národní akademie věd, a dokonce Americké filozofické společnosti, která napříč obory sdružuje nejvýznamnější vědce a myslitele z celého světa. Přes to všechno v devětasedmdesáti neváhal poprvé přijet do Brna, ve kterém spatřuje kolébku genetiky. A když mu tam ukázali Mendelem vlastnoručně psané listiny, neubránil se dojetí. Vskutku, letošní volba doktora Nirenberga nositelem Mendelovy pamětní medaile je mimořádně šťastná - málokdo z žijících vědců přispěl k rozvoji i osvobození genetiky víc než on.

Marshall Nirenberg

Narozen 10. dubna 1927 v New York City

1952 získává magisteriát zoologie na Floridské univerzitě v Gainesville za práci o chrostících (hmyz podobný motýlům).

1957 obhajuje doktorát z biochemie na Michiganské univerzitě v Ann Arbor za práci o osudu cukru hexózy v nádorové buňce, nastupuje do Ústavu národního zdraví v Bethesdě.

1961 v Bethesdě luští první slovo genetické "knihy života".

1968 získává ve Stockholmu Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu.

2001 je zvolen členem Americké filozofické společnosti.

2006 přejímá v Brně Pamětní medaili Gregora Mendela za rozvíjení Mendelova vědeckého odkazu.

(MFDNES)