Srpen 2006

Za inteligenci vděčíme virové nákaze

Jaroslav Petr

Před 23 miliony lety se zrodil gen, který nám dnes zajišťuje bystré myšlení. U jeho kolébky stála nákaza virem.

AIDS, žlutá zimnice, ebola -jména virových chorob už sama o sobě nahánějí hrůzu. Mnohé virové infekce se však s odstupem času ukazují jako pravé požehnání. Švýcarští genetici Fabien Burki a Henrik Kaessmann z university v Lausane zjistili, že za jeden z klíčových genů pro výkonnou práci mozku vděčíme právě virům. Někdy před 23 miliony se přehnala stády našich opičích předků viróza, která poněkud zamíchala jejich geny. Díky tomu si tato zvířata udělala do budoucnosti genového strýčka. Jejich mozky získaly schopnost, kterou zúročili o mnoho milionů let později první lidé na své cestě k intelektuálním výšinám. „Za poslední dva miliony let se mozek našich předků několikanásobně zvětšil,“ říká Henrik Kaessmann, „základní předpoklad pro tuhle zásadní proměnu byl ale položen mnohem dříve.“ Kaessmann a Burki zjistili, že lidé jsou spolu s lidoopy vybaveni genem, který má za úkol v mozku rozkládat jednu z látek podílejících se na přenosu nervových vzruchů. Opicím tenhle gen chybí. Podrobnější pohled na gen nesoucí označení GLUD2 odhalil jeho pozoruhodný původ.

Gen GLUD2 je potomkem velmi podobného genu označovaného jako GLUD1, který je nezbytný pro správné fungování drtivé většiny buněk těla všech savců. Pravěké opice získaly gen GLUD2 poté, co se nakazily virem, jenž se zachoval jako genetický stěhovací vůz. Virus popadl kopii GLUD1 a dopravil ji opicím na nové místo dědičné informace. Shodou okolností bylo „nové bydliště“ kopie genu GLUD1 předurčeno k tomu, aby nutilo geny pracovat na plný výkon v mozku. Byla to bezesporu šťastná náhoda.

Gen se na novém místě zjevně osvědčil. Přesvědčivě o tom vypovídá fakt, že velmi rychle prošel několika korekcemi. Některá písmena genetického kódu se v něm obměnila a začal se podle něj produkovat enzym, který byl dokonale uzpůsoben podmínkám panujícím právě v nervové tkáni.

„Nemáme sice k dispozici přímý důkaz o tom, že právě tahle genetická změna zvětšila mozek našich předků nebo vyvolala klíčové změny v jeho stavbě,“ připustil evoluční genetik Bruce Lahn z University of Chicago poté, co se seznámil s Burkiho a Kaesmannovou studií na stránkách prestižního vědeckého časopisu Nature Genetics, „ale myslím si, že je celkem v pořádku, když budeme předpokládat, že k tomu došlo.“

Ve prospěch tohoto předpokladu svědčí hned několik nepřímých důkazů. Gen GLUD2 „přidává plyn“ v příslušné části mozku právě v těch okamžicích, kdy se tam ukládá do paměti nějaká informace. Je-li funkce tohoto genu výrazněji narušena, projeví se to u postižených lidí výrazným poškozením mozku. „S novým a mnohem výkonnějším genem v mozku získávali jeho nositelé zřejmě výraznou výhodu v ukládání informací do paměti,“ popisuje Henrik Kaessmann význam nového genu pro další osudy jeho pravěkých nositelů.

Zjednodušeně lze říci, že lidský mozek může díky přítomnosti genu GLUD2 „pálit“ nervové vzruchy ostošest a nehrozí mu přitom nebezpečné zahlcení molekulou, která tyto vzruchy přenáší. Enzym vyrobený podle genu GLUD2 je zdatným uklízečem, jenž použité molekuly v mozku rychle zlikviduje. Přitom je velmi skromný a svou práci zvládá jen s malou spotřebou energie.

Viry postrčily evoluci člověka už mnohokrát. Jsou k tomu od přírody dokonale vybaveny. Protože se samy nedovedou množit, spoléhají na služby buňky, kterou napadly. Nejprve jako dokonalí diverzanti proniknou do jejího nitra. Pak pomocí důmyslných triků, za něž by se nemuseli stydět ani genoví inženýři, zabudují své geny do dědičné informace oběti. S geny dodají i zvláštní „zapínače“, které nutí buňku, aby virové geny postavila na první místo ve svém pestrém výrobním programu. Infikovaný živočich se většinou nechá ošálit a považuje virové geny za vlastní. Výroba nových virů v buňce podle podvržené „dokumentace“ virových genů se rozjede na plný výkon.

Viry napadají různé buňky. Například virus HIV si tímto špinavým genetickým trikem otočí kolem prstu bílé krvinky. To je sice pro infikovaného člověka fatální, z hlediska zabudování virových genů do lidské dědičné informace však jde jen o krátkodobou avantýru, jež skončí smrtí nakažené oběti. Do podstatně trvalejšího svazku vstoupí člověk s virem, když se zrádný mikroorganismus zatoulá až do pohlavních žláz a zabuduje své geny do DNA vajíček nebo do spermií. Jeho dědičnou informaci pak rodič předává v pohlavních buňkách potomkům jako jakékoli jiné dědičné vlohy. Takovým virem se potomci nenakazí, ale zdědí jeho geny. Mají je nakopírované do DNA v každé buňce těla.

Dědění virů není zase tak vzácné, jak by snad mohlo zdát. Virový původ lze vystopovat u osmi procent ze tří miliard písmen genetického kódu lidské dědičné informace. Některé se uhnízdily mezi geny našich předků už hodně dávno, jiné se v nás pomalu ještě ani nestačily ohřát.

Mnohé virové geny už podlehly v naší DNA rozkladu a zbyl z nich jen jakýsi „genetický šrot“. Jiné jsou však ještě plné života a lidské buňky podle jejich genů dokonce vytvářejí samostatný virus. Jeden takový děděný virus je zřejmě po probuzení k životu schopen narušit plodnost mužů a má na svědomí i vznik určitých typů rakoviny.

Některé závažné choroby jsou zřejmě vyvolány tím, že geny děděného viru buď „zabrzdí“, nebo naopak „šlápnou na plyn“ obyčejným lidským genům, které potom pracují nedostatečně, nebo naopak propadají šílenému pracovnímu tempu. Vychýlení genů z rovnováhy může člověka učinit náchylnějším například k artritidě nebo roztroušené skleróze.

Geny propašované do lidské dědičné informace se nechovají jen jako naši nepřátelé. Najdeme mezi nimi i vydatné pomocníky, například „hlídače“ chránící lidstvo před dalšími virovými infekcemi. Naše tělo podle těchto genů vyrábí bílkoviny, které se nalepí na útočící virus a nedovolí mu zachytit se v lidském těle. Bez některých virových genů už bychom vůbec nemohli existovat. To platí o genu pro bílkovinu syncytin, která zajišťuje tvorbu placenty. Důkladná genetická prověrka odhalila, že si jej naši dávní předci vypůjčili od jakéhosi viru. Virus využíval syncytin k tomu, aby splynul s buňkou, kterou hodlal nakazit. Člověk si gen přisvojil a dnes nutí s jeho pomocí k vzájemnému splývání buňky v placentě. Genetické dědictví po viru zajišťuje dokonalé spojení mezi matkou a plodem vyvíjejícím se v jejím těle.

Gen GLUD2 se z výčtu důležitých virových genů vymyká tím, že v jeho případě virus jen pořídil kopii genu z dědičné informace našich předků a „přesadil“ jej na nové místo. Podobných změn se během evoluce lidstva odehrálo mnohem více. Byly to jakési časované evoluční bomby, které explodovaly před dvěma miliony let vznikem prvního člověka. Těžko říci, co bylo onou pomyslnou rozbuškou.

V současné době se lidstvo potýká s větším počtem virových chorob, jejichž původci umějí vsouvat své geny do dědičné informace obětí. Takové viry číhají například v tělech pralesních živočichů, především opic a lidoopů, které ve stále větší míře loví a konzumují obyvatelé tropů. Patří k nim také známý virus HIV, původce děsivé vlny onemocnění AIDS, jež se šíří světem. Nelze vyloučit, že v pozadí milionů lidských tragédií spojených s virovou nákazou se pomalu schyluje k dalšímu významnému triku evoluce, v němž sehrají viry a jejich schopnost pohrávat si s geny klíčovou roli.

(Lidové noviny, www.lidovky.cz)