Císařovy nové šaty

Hledání určujících prvků vlastní dědičnosti mívá lidstvo ztíženo tabuizací, někdy i politickými doktrínami. V nedávné minulosti nechyběly hlasy žádající zastavení genetického výzkumu, a to ze strachu před mylným výkladem a před politickým zneužitím. Ze zkušenosti ale víme, že člověk je sám na sebe velmi zvědavý a že jeho zvědavost se nedá nadlouho potlačit. Ale nelze popřít, že v této oblasti nebezpečí jsou. Každá historická epocha a každé společenství mělo své strhující ideje a síly, které většina následovala bez váhání a bez otázek.

Ty z vás, kteří by raději věřili, že takové deformace nemají žádný nebo jen malý vliv na čestný svět laboratoří, mikroskopů, buněčných kultur a biochemie, čeká překvapení!

Každý biologický druh má daný počet chromozomů, nositelů dědičných vlastností, a všichni jedinci téhož druhu jich mají stejný počet. Jedinou výjimkou z tohoto pravidla jsou rozdíly v pohlavních chromozomech a některé vrozené anomálie.

Výzkum chromozomů se neuvěřitelně rychle rozběhl v prvé polovině 20. století – začalo to znovuobjevením Mendelových zákonů dědičnosti a rozvojem moderní mikroskopie. Identifikace chromozomů jako nositelů Mendelových dědičných faktorů – genů – a následné spojení pokusného křížení s mikroskopickým pozorováním patří k nejkrásnějším kapitolám v historii vědy. K nejvyhledávanějším pokusným objektům raných genetických studií patří bezesporu hrách a ovocná muška. Savci přišli na řadu až později; první byla myš, tvor s rychlým rozmnožováním.

Určité druhy si od začátku vysloužily špatnou pověst; získat z jejich buněk dobré preparáty bylo obtížné. Chromozomy se shlukovaly dohromady, člověk viděl málo krásných, štíhlých tyčinek – jednotlivých chromozomů – jen pouhé body. Buněčné genetiky doháněly k šílenství, a dokonce ještě teď zbývá několik nepřístupných druhů. Jedním z nich jsou například kuřata.

Lidské chromozomy byly ještě na začátku padesátých let počítány k nejhůře přístupným. Přesto se lidé pořád pokoušeli je zkoumat; jak se pomalu zdokonalovaly metody, bylo možné chromozomy spočítat a alespoň přibližně charakterizovat. Bylo stanoveno, že je jich 48. To číslo bylo potvrzeno v mnoha publikacích, uvádělo se v přednáškách a v učebnicích a bylo přijímáno jako dobře prověřený fakt.

Začátkem padesátých let se o lidské chromozomy začal zajímat Albert Levan, uznávaný badatel z Lundu. Až do té doby pracoval podle nejlepších tradic lundských laboratoří s rostlinami a s výzkumem jejich chromozomů měl velké zkušenosti. Když byl ve Spojených státech, pracoval také v Ústavu pro výzkum rakoviny ve Filadelfii. Tam se spojil s „myším“ genetikem Theodorem Hauschkou. V tomto ústavu jsem strávil několik měsíců svého doktorandského studia a mým úkolem bylo převést pevné myší nádory do takzvané suspenzní kultury, kde se buňky mohly v tekutině z řitního otvoru množit téměř tak jako kultura mikroorganizmů. Když Hauschka viděl, jak snadno se tyto buňky dají pěstovat, sklízet a manipulovat, byl velmi nadšený. Po Levanově příjezdu použili tyto buňky k nejkrásnějším preparacím savčích chromozomů, jaké kdo kdy viděl.

Jejich práce otevřela cestu do nové výzkumné oblasti. Po prvních vzrušujících zkušenostech s „buněčnou suspenzí“ nádorů se vědci osmělili, začali pracovat s pevnými nádory a postupně přešli dokonce k normální myší tkáni. Ale lidské chromozomy zůstaly nepřístupné.

Když se vrátil domů do Švédska, začal Leven pracovat s hostujícím vědcem; J. H. Tjio se narodil v Indonésii čínským rodičům, vyrostl v Holandsku a stálé zaměstnání měl ve Španělsku. Jeho žena byla Islanďanka. Tjio neměl nikde kořeny, a pokud měl vůbec nějaké vazby, byly záporné. Jeho přecitlivělost vůči skutečné nebo jen domnělé rasové diskriminaci byla pověstná. Cítil rasizmus za každým rohem, dokonce i v demokratickém Švédsku, ale přece jen se tam cítil šťastnější než kdekoli jinde. Zvlášť pokud byl v Levanově laboratoři. To bylo místo, kde se mohl plně oddat svému speciálnímu umění. V preparaci chromozomů dosáhl do té doby nevídané dokonalosti a jeho snímky vyrážely dech i badatelům velmi zkušeným. Tjio a Levan se spolu odvážili i na tabuizované lidské buňky a k svému velkému překvapení je neshledali nijak obtížné. Brzdily ostatní vědce jejich vlastní předčasné závěry? Nechtěli nebo neuměli podstoupit jejich vyčerpávající a těžkou práci, nutně spojenou s preparací chromozomů z tak nového biologického zdroje? Nebo prostě neměli dost síly, aby podstoupili všechny nevyhnutelné nezdary a léčky, jimž zpočátku musí čelit každý nový výzkum?

Tjio a Levan připravili tak dobré preparáty lidských chromozomů, že každý jednotlivý chromozom mohl být oddělen, vyfotografován a následně přiřazen ke všem ostatním, až vznikla řada obdobná řadě varhanních píšťal. Pak se všechny chromozomy sečetly. Když to Tjio a Levan udělali, dostali překvapivě číslo 46, nikoli 48! Jak je možné, že všechny publikace až dosud uváděly číslo 48? Tjio a Levan prošli dosavadní literaturu. V nejpopulárnější práci, v Cytologii Cyrila Darlingtona, byla fotografie lidských chromozomů převzatá ze sdělení vynikajícího odborníka na chromozomy T. C. Hsu. V popisku se konstatovalo, že na fotografii je „typický komplet 48 lidských chromozomů“. Lavan a Tjio chromozomy na obrázku spočítali. Bylo jich tam 46 – ne víc a ne méně!

Nesprávný počet přijali redaktoři a recenzenti jednoho z nejznámějších časopisů té doby. A chybu opakovala i nejlepší publikace oboru. Nikdo, ani autoři, ani čtenáři, nezapochybovali, dokud pravda doslova nevybuchla v pětistránkovém článku Počet lidských chromozomů. Tjio a Levan ho publikovali v časopisu Heredites. Článek byl startovním výstřelem pro dalekosáhlý výzkum lidských chromozomů, který měl v následujících letech přinést tak pozoruhodné výsledky. Poprvé se totiž prokázalo, že lidské chromozomy jsou k výzkumu nejen přístupné, ale mimořádně vhodné. Jako objekt studia chromozomů stanul člověk v prvé řadě spolu s hrachem a ovocnými muškami!

Po své senzační publikaci dostali Tjio a Levan od badatelů na poli chromozomů spoustu dopisů z celého světa. Mnozí z nich psali, že také oni napočítali 46 chromozomů, ale byli tak hluboce přesvědčeni, že se musí mýlit, že počítali znovu a znovu, až dostali číslo 48. Jeden japonský vědec měl takový strach, aby neztratil tvář, že publikoval práce, v nichž tvrdil, že výpočet chromozomů u lidí kolísá – někteří jich mají 48, jiní 46 a ještě jiní dokonce 47. To samozřejmě nemá s pravdou co dělat. Všichni lidé mají 46 chromozomů – ne víc a ne méně. Jediné odchylky od tohoto čísla jsou spojeny s patologickými podmínkami, z nichž většina je velmi vážná a vede k časné smrti plodu.

Jak často čtou jinak kritičtí vědci materiály vycházející ze všeobecně uznávaných postulátů, aniž by zkoumali fakta, z nichž tyto postuláty vycházejí? To není lehká otázka. Před několika lety byly v Science publikovány výsledky sociologické studie, v níž byli vědci vyzváni, aby se vyjádřili k předloženým citacím. U poloviny byl uveden originál, z něhož citace pochází, polovina byla prezentována anonymně. Studie přinesla následující čtyři závěry:

• Jestliže si člověk velmi cení autora, je nakloněn s ním souhlasit bez ohledu na to, co je řečeno.
• Jestliže čtenář souhlasí se závěrem, je nakloněn vysoce cenit autora bez ohledu na to, kdo to je.
• Jestliže si člověk autora necení, nebude s ním ochotně souhlasit bez ohledu na to, co říká.
• Jestliže čtenář nesouhlasí s obsahem, cení nízko autora bez ohledu na to, kdo to je.

Takové závěry byly asi jasné dávno před tímto rozsáhlým a dobře doloženým výzkumem. V podstatě se člověk ani nenamáhá pečlivě pročítat to, co má za prokázané. Ať už s autorem nové práce souhlasí nebo ne, má věc za danou.

Jeden z největších biologů tohoto století, Francis Crick, který spolu s Jamesem Watsonem odkryl strukturu dvoušroubovice DNA, provádí rád malé profesionální žertíky. Je to i jistá tradice „otců“ molekulární biologie; těšilo je míchat vážnost s lehkovážností, přesné myšlení se sarkazmem, nebo dokonce se sebeironií. Pro ně i pro ostatní to byl zdroj inspirace. Dávno po tom, co Crick a jeho blízký přítel a kolega Sidney Brenner dokázali, že genetický kód se skládá ze tří základních písmen, a dokonce i po tom, co výzkum v této oblasti velmi pokročil, zůstávaly některé základní pokusy nepublikovány. Ale bylo jasné, že dřív nebo později se publikovat musí, už z historických důvodů. Když Brenner a Crick konečně a neochotně své pokusy popsali, vyšlo to na osmdesát stránek. Který časopis by pomýšlel na přijetí takové spousty materiálu, který jen potvrzuje koncepci už obecně přijímanou? Crick se rozhodl využít privilegia, jež měl jako člen Královské společnosti (což je britská akademie věd), a publikoval článek v jejím časopise Proceedings. Ale oba autoři pochybovali, že by to vůbec někdo celé pročetl, a provedli malý experiment. Doprostřed dlouhé pasáže, plné vcelku nudných detailů, vložili stručnou citaci v závorkách. Místo normálního odkazu uvedli „Leonardo da Vinci, osobní oddělení“. Pak článek předali redakci; byl okamžitě přijat. „Citaci“ bez námitek přijali odborní recenzenti i vedoucí redaktor. Leonarda odhalil v poslední chvíli technický redaktor, jehož povinností je kontrola správného psaní všech citovaných jmen dřív, než se článek odešle do tiskárny.

Na Yaleově univerzitě je ústav věd o chování, který se zabýval konformitou jako společenským jevem. V jednom proslulém experimentu byli dobrovolníci po jednom uvedeni dovnitř. Každý z nich byl přidělen k devatenáctičlenné skupině a bylo mu řečeno, že jsou to náhodně zvolení lidé. Ve skutečnosti to bylo osazenstvo laboratoří. Usadil se ve třídě. Představitel učitele nakreslil na tabuli rovnoběžné úsečky, které se nepatrně lišily v délce. Zeptal se, která čára je delší. Bylo to zařízeno tak, že pokusná osoba odpovídala vždycky jako poslední. Všech devatenáct před ní odpovědělo vědomě nesprávně. Studie měla ukázat, jak často „hlasuje“ skutečný účastník pokusu shodně se skupinou a jak často se spolehne na vlastní pozorování. Na začátku hlasovali dobrovolníci se skupinou. Pokus pokračoval stejnými otázkami, ale rozdíl mezi skutečností a předstíráním se zvětšoval. Výsledky ukázaly naprostou převahu „konformizmu“. Opravdu všichni se přizpůsobili skupině; sociální poměry ani vzdělání nehrálo žádnou roli. Lidé se „probudili“ hodně pozdě, až když nesrovnalost mezi skutečností a předstíráním už byla směšná. Pohádka o císařových nových šatech tedy platí do značné míry i v demokratických společenstvích, která jsou přesvědčena, že od „císařské autority“ se už dávno osvobodila.

V autoritářských systémech vedou takové psychologické mechanizmy ke stavbě vzdušných zámků, jež napáchají mnoho škod dřív, než se rozpadnou. Jeden velmi vážený biolog a biochemik, jistý Dr. Moewus z předválečného Německa, publikoval dlouhou a slavnou sérii článků, v nichž ohlašoval, že izoloval a purifikoval zcela novou skupinu dříve neznámých látek; podle jeho údajů je vylučovala protozoa. Tyto látky, tvrdil, fungují jako signály startující produkci a jiné události životního cyklu. Dal jim složitá nová jména a seřadil je do složitého schématu, v němž byla do nejmenších podrobností popsána jejich struktura a biologická aktivita. Vyvinulo se nové odvětví vědy se vším všudy, se specializovanými skupinami kvalifikovaných vědců a studentů. Moewus byl mezinárodně uznáván jako jeden z největších německých biochemiků.

Teprve po válce se američtí vědci pokusili reprodukovat jeho výsledky. Nevyšel ani ten nejjednodušší pokus! Jiní vědci přijeli do Moewusovy laboratoře a velmi se snažili jeho pokusy na místě zopakovat. Opravdu je chtěli potvrdit, protože ta práce se zdála vyhovovat požadavku krásy, biochemickému požadavku přesnosti, a konečně byla i biologicky hodnověrná. Jenom příroda sama by dokázala vybudovat tak mnohostranný systém! Lidský mozek by tohle nevymyslel! A pak, v polovině padesátých let, jsem slyšel pohřební řeč nad Moewusovou teorií. Bylo to ve Walesu, na sympoziu organizovaném Anglickou společností pro experimentální biologii. Řeč drželi dva Američané, kteří navrhovali postavit jí pomník s nápisem „Odpočívej v pokoji!“. A pod ním mělo být vytesáno, že nikdy předtím, v celé historii vědy, se nevynaložilo tak velké úsilí, aby se potvrdila taková krásná a přitažlivá teorie, postavená, jak se ukázalo, v úplném vzduchoprázdnu.

Autorita, kterou se Moewus a vedoucí pracovníci jeho ústavu požívali v německém akademickém světě, fakticky vylučovala možnost jakýchkoli pochybností, a to nejen z politických a sociálních důvodů, ale také z důvodů psychologických. Nebylo prostě představitelné, že by vědec takového postavení vybudoval teorii slibující celé nové vědecké odvětví, na základě čisté spekulace. Mladí vědci, jimž se nedařilo pokusy zopakovat, si museli myslet, že jsou to oni, kdo se mýlí. Podobně jako ti, kteří počítali chromozomy tak dlouho, až dostali ono „správné“, ve skutečnosti však mylné číslo.

Ale jak by to vypadalo v méně autoritativním akademickém systému? Báli by se pochybovači také riskovat? Ovšemže ano. To dokazuje příběh s počítáním chromozomů. Jen jejich rizika by byla menší. V poměrně demokratickém americkém světě může mladý vědec vždycky dojít uznání tím, že vyvrátí uznávanou autoritu – musí ovšem dokázat, že on sám má pravdu. To může být stejně důležité a konstruktivní jako pozitivní výsledky. I v liberálnějším americkém systému však může být, zejména pro poměrně neznámé vědce, opravdu obtížné prosazovat výsledky a interpretace, které nejsou právě obecně uznávané, nebo s nimi jsou dokonce v rozporu.

Dnes ví každé dítě školou povinné, že řeč genů – genetický kód – je sepsán v „písmenech“ molekul DNA. Na začátku výzkumů to ale vůbec nebylo jasné. Jak to vyjádřil Gunther Stent – tato informace se stala vědomostí teprve asi deset let poté, co byly publikovány rozhodující pokusy. V první polovině čtyřicátých let, kdy došlo k prvnímu objevu, byly nukleové kyseliny DNA a RNA jako možní nositelé dědičné informace „definitivně vyloučené“.

Je celkem nasnadě pochopit důvody. Nejdůležitější složky každého organizmu jsou proteiny. Sestávají z dvaceti stavebních kamenů, z dvaceti aminokyselin. To je abeceda o dvaceti písmenech. Ale nukleové kyseliny mají jen čtyři písmena. Jak by tedy mohly vybudovat abecedu o dvaceti písmenech? A navíc byly nukleové kyseliny považovány už několik desetiletí za nezajímavé molekuly; tak je neoznačil nikdo menší než v té době proslulí Levene a Bass – a jejich úsudek udal tón. Podle jejich názoru mají DNA a RNA monotónní a opakující se strukturu, podobnou struktuře podobných tkání a kostí. Jak by mohla být všechna bohatost a různost celého živého světa obsažena v něčem tak jednotvárném?

Zprávu o rozhodném pokusu uveřejnili v roce 1944 tři vědci z Rockefellerova ústavu: Avery, McLeod a McCarthy. Své pokusy založili na práci Angličana Fredericka Griffitha z roku 1920. Griffith prokázal, že pneumokoky jednoho určitého typu mohou být přeměněny v jiný typ, jsou-li vystaveny působení zahřátého buněčného extraktu tohoto jiného typu. Změna je stálá a dědičná a jev byl označen jako „bakteriální transformace“. Velkým činem Averyho skupiny byl důkaz, že substance, která přivodila změnu, je deoxyribonukleová kyselina a nikoli – jak se předpokládalo – bílkovina.

Vědecký svět Averyho práci zaznamenal, ale nikdo nepochopil její plný význam. Zpočátku pochopilo význam této genetické transformace jen málo vědců – ti se později stali nadšenými vyznavači nové genetiky, založené na DNA. Ostatní prostě nebyli na nový obraz „nudné“ molekuly připraveni. Bylo snadnější myslet si, že Averyho preparát nebyl čistý – vědělo se, že purifikace DNA je velmi obtížná. Jak si mohl být člověk jistý, že preparát neobsahoval nějaké bílkovinné molekuly? Ovšem, Avery prokázal, že enzym degradující DNA zničil i schopnost transformace a že jiný enzym, který rozložil bílkovinu, takový účinek neměl – že schopnost přeměny zůstala zachována. Ale nebylo by možné, že úlohou DNA je chránit důležitý protein, který je skutečným nositelem dědičné informace? Nemohl se takto chráněný protein stát rezistentním vůči enzymu, který bílkoviny rozkládá? Je-li tomu tak, mohla by ochraňující DNA zabránit transformaci. A vůbec, kdo může vědět, zda enzymy, které Avery se svými kolegy použil, byly dostatečně čisté – tak, aby mohly vyvolat očekávaný jev?

Avery umřel dřív, než došlo k velkému přehodnocení. Ochranné zdi původní teorie se začaly hroutit v padesátých letech, kdy se podařilo rozdělit viry na jejich dvě složky – na bílkovinu a nukleovou kyselinu. Ukázalo se, že virová infekce se může přenést na jiné buňky virovou nukleovou kyselinou, ale nikoli virovou bílkovinou. Ani takový důkaz neumlčel kritiky hned, ale další a další ověření, platná pro velmi mnohé rostlinné i živočišné viry, přicházela tak rychle, že se přívrženci „proteinové genetiky“ nakonec museli vzdát. Ale určitá skepse přetrvávala ještě několik let. Heinz Fraenkel-Conrat, který dokázal, že rostlinný virus tabákové mozaiky infikuje rostliny při použití purifikované nukleové kyseliny jako přenašeče, se stal terčem profesního žertu: jeho vlastní studenti mu těsně před přednáškou poslali telegram tohoto znění: „Rozmyslete si dobře, co řeknete! Nejčerstvější pokusy ukazují, že virový protein může být infekční!“ Byl pak Fraenkel-Conrat opatrnější? Ne – pochopil hned, že jde o žert. Ale stát se to o půl roku dřív, byl by asi zakolísal.

Kritici teorie nukleových kyselin nerozumějí principu, který je dnes tak zřejmý – nechápali, že kódovými slovy genetické informace nejsou jednotlivá základní písmena, jak se původně předpokládalo ve shodě se slovní abecedou, ale že se skládá z kombinace tří základních písmen. S použitím takové abecedy se dosáhne daleko bohatšího kódu, než jaký je zapotřebí. Když se provedou všechny možné trojité kombinace čtyř základních písmen včetně opakování, bude těch kombinací 64. A to je mnohem víc, než kolik je potřeba ke kódování 20 aminokyselin plus několika značek na konci. V teorii informace je tedy genetický kód „degenerovaný“ – jinak řečeno, pro určitou aminokyselinu je k dispozici víc než jeden kód.

Ve svém popisu tohoto vývoje říká Gunther Stent, že experimentální data se vždycky musí včlenit do současného myšlenkového obzoru a že teprve pak se informace stane vědomostí. Konec konců je to jen speciální případ vývoje kognitivních funkcí – vývoje poznávání.

Carletton Gajdusek (objevitel choroby kuru) hledal na Nové Guineji nový virus a žil tam několik měsíců mezi lidmi doby kamenné. Podle svých zásad se spřátelil s lidmi místních kmenů a naučil se jejich řeči. Po nějaké době vytáhl svůj polaroid. Když ukázal shromážděné rodině její první fotografii, koukali na ni všichni beze slova. Nikdy předtím fotografii neviděli. Neměli zrcadla a horské bystřiny byly příliš rychlé, než aby v nich mohli vidět svůj obraz. Po mnohém potřásání hlavami jeden z mužů vykřikl: „Ale tady je moje prase!“ Řekl, že předtím někteří také to prase poznali. Vypuklo upřímné veselí, bezmezná radost z nového objevu. Prase bylo referenčním bodem, z něhož mohli vyjít a celý obrázek se tím postupně vyjasňoval. Poznávali jeden druhého a nakonec, po určitém váhání, rozpoznali i sami sebe.