Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Nové možnosti, nové starosti

 |  6. 10. 2011
 |  Vesmír 90, 549, 2011/10

Když lidé přijali, že se druhy živáčků mění – tedy že stájový pinč nebyl stvořen k potěše Evě do ráje – zdálo se, že jejich změny směřují k přizpůsobení se prostředí, případně záměru pěstitele. Darwin tuto prostou představu zkomplikoval postulátem, že změny nikam nesměřují jsouce hříčkou náhody, a ono přizpůsobení je dílem výběru. V ideologické prostotě se k původní „lidové“ představě vrátil Lysenko.

Náhodnost změn – mutací – činila ze šlechtitelství běh na dlouhé tratě. Mutace nebyla každodenní pozorností přírody prokazovanou šlechtiteli, natož pak ta, kterou by si přál. Poté lidé nasadili mlýnek na mutace. Kobalt 60 nebo rentgen vyráběly mutace v celých sprškách a šlechtitel ušetřil spoustu času. Vybírat však musel stejně – mutované vlastnosti byly náhodné jako dříve.

Věda má svou ctižádost a nabídla možnost zbavit se náhodnosti ve vlastnostech tím, že si šlechtitel v přírodě vyhlédne tu, po které touží, a gen za ni odpovědný molekulární genetici přenesou do šlechtěné plodiny. Tak vznikla transgeneze a dala lidem mnoho nových užitečných plodin – lidu evropskému ovšem jen kukuřici bránící se larvám, které ji ožírají, a brambor žádaný průmyslem.

Náhodnost byla podstatně omezena, ale ne zcela poražena. Stále rozhodovala o tom, kam se vkládaný gen zařadí. Transgeneze proto vyvolávala náhodné inzerční mutace vyvolané tím, že vložený gen narušil funkci vlastního genu. To byla jedna ze starostí evropských regulátorů, kterým sice neznámý počet neznámých mutací vzniklých po ozáření nevadí, ale náhodné inzerční mutace vyvolávaly prý riziko pro zdraví a přírodu a vyžadovaly přísné regulace.

Takové poloviční vítězství nad náhodou nemohlo molekulární biology uspokojit. Zavedli proto několik metod, které šlechtitelům umožňují zacílit změny na zcela určité místo na molekule DNA.1)

Prvá z nich používá techniku štěpení obou řetězců DNA pomocí zinkového prstu. Vlastní štěpení provádí dimér nukleázy, která je svázána s upraveným peptidem schopným výběrově se navázat na určitou posloupnost bází v DNA. Když byl poprvé znázorněn po izolaci z žáby, připomínal prst. Jelikož je v jeho struktuře koordinačně vázán zinek, dostal název zinkový prst. Jeho strukturu dovede proteinové inženýrství měnit a tím volit sekvence v DNA, na které se naváže a kde se k němu připojená nukleáza DNA rozštěpí. Tím lze navodit mutaci ve zcela určitém místě, ale rozštěpení může také sloužit k zasazení transgenu – tedy k cílené transgenezi. Metoda byla ověřena na několika rostlinách včetně kukuřice.

Při druhém postupu se vpravuje do buňky oligonukleotid zvíci dvaceti až sta nukleotidů o sekvenci homologické s úsekem sousedícím s bází nebo skupinou bází, kterou chceme změnit. V tom místě se vytvoří smíšené páry a reparační systém buňky vyvolá změnu – mutaci. Oligonukleotid se volí tak dlouhý, aby k němu homologické bylo jen unikátní místo na DNA, a tam vznikne cílená mutace. Vnesený oligonukleotid posléze degraduje, ale mutace zůstává. Takto se připravily odrůdy řepky a kukuřice necitlivé na herbicidy. Metoda byla též použita u rýže.

Podobně jako lze adresně gen vložit nebo změnit, lze gen adresně umlčet. Je k tomu třeba na promotor – úsek DNA řídící přepis genu – navázat methylové skupiny, a tím ho „vypnout“. Tuto službu zařídí RNA homologická k sekvenci promotoru. Aby se v buňce vytvořila, je třeba vložit gen, který takovou RNA kóduje. Vzniká podle něj dvouřetězcová dsRNA, která na základě specifických enzymů způsobí methylaci úseku, se kterým je homologická – tedy promotoru. Významné je, že i když se dsRNA rozloží a ji kódující gen odstraní, methylace je stabilní při buněčném dělení – meiose – a předává se. Po kolik generací zůstává a gen je umlčen či zda postupně mizí a gen se začíná projevovat, je předmětem dalšího výzkumu.

Zdálo by se, že šlechtitelé mohou být zase o trochu méně závislí na vládě náhody. Jenže v Evropě nelze předčasně jásat. Panuje zde dvaadvacet let zákon uřknutí. Politici ho vytvořili uzákoněním „pravdy“, že riziko nových odrůd neplyne z jejich vlastností, ale ze způsobu vyšlechtění, konkrétně (a jedině) z transgenese čili „genetické modifikace“ – GMO. Jde o nehmotné uřknutí, které se přenáší např. i do oleje z transgenní sóji: neobsahuje hmotnou stopu transgenese – ani nukleovou kyselinu, ani bílkovinu, ale je prokletý a musí být označen. Kdyby u nás, jako v USA, byla k pěstování povolena transgenní švestka necitlivá na virus šarky, byla by z ní vyrobená slivovice, byť třikrát destilovaná, uřknutá a ze zákona označená.

Mohlo by se zdát, že zákon o uřknutí je zvláštní skanzen středověku a možná v budoucnu bude lákat mohovité turisty, jenže je to zásadní ekonomicko-politická bariéra. Stigma GMO znamená obrovské náklady a mnohaletou (u průmyslového bramboru 15 let!) proceduru uvedení nové odrůdy na trh, takže je schůdná jen pro velké nadnárodní firmy. Také její pěstování je finančně a administrativně velmi náročné. Jde nyní o to, kterou z výše uvedených „inovací“ opatří politici-úředníci cejchem „GMO“. Ta bude mít smůlu.

Poznámky

1) M. Lusser, C. Parisi, D. Plan and E. Rodríguez-Cerezo: New plant breeding techniques. State‑of-the-art and prospects for commercial development. JRC Scientific and Technical Reports 2011. ftp.jrc.es/EURdoc/JRC63971.pdf.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Jaroslav Drobník

Emeritní prof. RNDr. Jaroslav Drobník, DrSc., (*1929) vystudoval mikrobiologii na Přírodovědecké fakultě UK v Praze, do roku 1971 pracoval na Přírodovědecké fakultě UK. V šedesátých letech byl u zrodu platinových cytostatik. V letech 1971–1990 pracoval v Ústavu makromolekulární chemie ČSAV. V r. 1991 byl jmenován profesorem biofyziky na PřF UK. Zabývá se biotechnologiemi. Je jedním ze zakládajících členů sdružení BIOTRIN (původně BIOTREND).

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné