Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Potomek dvou samců

Myši, které zdědily geny dvou samců, nastolily nejednu etickou otázku
 |  10. 3. 2011
 |  Vesmír 90, 142, 2011/3

Potomek dvou matek

Savci musí zdědit polovinu genů od otce a polovinu genů od matky. Jen tato kombinace otcovské a mateřské dědičné informace zajistí zárodku zdárný vývoj. To je důsledek tzv. imprintingu genů. Ve vajíčku samic jsou geny „zapínány“ poněkud jinak než ve spermiích samce. Životaschopný je jen zárodek, který kombinuje mateřsky zapnuté geny z vajíčka s otcovsky pozapínanými geny ze spermie. Proto je savcům zapovězeno rozmnožování partenogenezí – tedy vývojem z neoplozeného vajíčka. Partenogeneze se vyskytuje u bezobratlých živočichů,1) ale také u obratlovců od ryb, přes plazy až po ptáky. Tito živočichové vystačí v případě potřeby jen s dědičnou informací od matky. Savcům dědičná informace vajíčka s mateřsky pozapínanými geny život nezajistí.

V laboratořích lze toto savčí pravidlo obejít. V roce 2004 vytvořil tým vedený japonským biologem Tomohirem Konem myši, jejichž dědičná informace byla dána dohromady ze dvou vajíček.2) Přírodní zákonitosti však při tomto experimentu popřeny nebyly. Kono a spol. nejprve zasáhli do dědičné informace myší tak, aby se zapínání genů během vzniku vajíček co nejvíce blížilo zapínání genů typickému pro spermie. V laboratoři pak vědci spojili dědičnou informaci normálního vajíčka s dědičnou informací vajíčka, která byla formována do stavu odpovídajícího spermii. Vznikla životaschopná zvířata, která byla normálně plodná a navíc vynikala dlouhověkostí.3)

Potomek dvou otců

Tým vedený Richardem Behringerem z Texaské univerzity v Houstonu získal myši, které zdědily dědičnou informaci dvou samců.4) Ani v tomto případě nebyly přírodní zákonitosti zlomeny přes koleno. Behringer a spol. nejprve vytvořili z kožních buněk myšího samce linii tzv. indukovaných pluripotentních kmenových buněk. Do běžných buněk kůže vnesli čtveřici vybraných myších genů a přetvořili je tak na typ buněk, které mají zcela nové vlastnosti a připomínají v mnoha ohledech buňky raného embrya: bez omezení se množí a dokážou se proměnit na kterýkoli ze zhruba 230 typů buněk těla dospělé myši.

Své schopnosti prokázaly indukované pluripotentní kmenové buňky poté, co je vědci vstříkli do nitra časného myšího embrya samičího pohlaví. Buňky se zabudovaly do zárodku a podílely se na tvorbě nejrůznějších tkání. Vznikli tak jedinci, pro které se užívá označení chiméra. Tato zvířata mají tělo složeno z buněk pocházejících od dvou různých jedinců.

V Behringerově laboratoři se ze zárodků vyvinuly samičky-chiméry, které nesly na nejrůznějších místech těla buňky pocházející ze samčí kůže. Buňky samčího původu se podílely i na tvorbě vaječníků, kde z nich vznikla některá vajíčka. Myší chiméra tak produkovala dva typy vajíček. Jedna nesla dědičnou informaci původního samičího zárodku. Druhá byla vybavena geny pocházejícími z buněk samčí kůže. V obou typech vajíček však byly zapínány geny tak, jak se na vajíčka sluší a patří, a vajíčka tedy nesla dědičnou informaci se správnou aktivitou genů. To se potvrdilo, když se myší chiméry spářily s normálními myšáky. Rodily se jim dva typy mláďat. Vedle standardních myší vzniklých oplozením vajíček vzešlých z buněk samičího zárodku přicházel na svět i typ mláďat počatý oplozením vajíček, jež v myší chiméře vznikla z vnesených indukovaných pluripotentních buněk, a měla tedy samčí původ. V dědičné informaci těchto mláďat se kombinovala dědičná informace dvou samců.

Tento na první pohled extravagantní experiment by mohl najít praktické uplatnění. U některých hospodářských zvířat probíhá výběr samců mnohem přísněji než výběr samic. To je případ skotu, kde se na plození potomstva podílí jen úzká skupina elitních plemenných býků, zatímco u krav bývá výběr do pozice matek o poznání „měkčí“. Je zřejmé, že kombinací genů dvou vynikajících býků bychom získali potomstvo s genetickou konstelací, o jaké se dnešním chovatelům ani nesní. Problém je v tom, že u skotu lze všechny potřebné kroky uskutečnit s mnohem větší námahou než u myší. V neposlední řadě by si vše vyžádalo hodně peněz a času. Obojího se chovatelům nedostává. V populaci skotu probíhá neustálá selekce, díky níž je každá nová generace o poznání lepší. Než bychom získali tele zplozené dvěma býky a než by toto tele dospělo a mohlo plodit vlastní potomky, vylepšila by se populace skotu tradiční selekcí natolik, že by „superzvíře“ už nepředstavovalo takové terno. Návratnost nemalých investic na jeho pořízení by byla diskutabilní.

Šance pro homosexuály?

Úvahy se upírají k využití tohoto postupu v humánní medicíně pro zplození potomků dvojicí homosexuálních mužů. Pro tento účel je však technika naprosto nepoužitelná. Dokážeme sice vytvořit linie lidských indukovaných pluripotentních kmenových buněk, ale nemůžeme s jejich pomocí vytvářet lidské chiméry, ty pak nutit k početí dítěte s vybraným mužem a mezi jejich potomstvem hledat jednotlivce s dědičnou informací dvou mužů. To je z etického hlediska zcela nepřijatelné. Za současného stavu poznání by byl celý postup navíc i nebezpečný. Indukované pluripotentní kmenové buňky trpí silným sklonem k nádorovému bujení, nejsou tak životaschopné, rychle stárnou a jsou náchylné k zániku programovanou buněčnou smrtí. To vše by mohlo vážně ohrozit zdraví vytvořené lidské chiméry.

Pokud bychom dokázali vytvořit lidským indukovaným pluripotentním kmenovým buňkám v laboratoři podmínky, za kterých by se proměnily v plnohodnotné vajíčko mimo lidský organismus, pak bychom se obešli  bez chimér. Představme si, že z buněk homosexuálního muže umíme vypěstovat vajíčko, jež se plně vyrovná vajíčkům, jaká vznikají v těle zdravých žen. Pak budeme stát před otázkou, zda chceme a smíme takové vajíčko oplodnit spermií jiného homosexuála a zda dovolíme, aby homosexuální muži tímto způsobem přiváděli na svět děti.5) To už se ale posouváme z biomedicíny na pole etiky.

V případě párů homosexuálních žen bychom mohli zvažovat tvorbu spermií z indukovaných pluripotentních kmenových buněk jedné z partnerek. Laboratorní tvorba pohlavních buněk z indukovaných pluripotentních kmenových buněk však není aktuální jen pro homosexuály. Spermie by si z nich mohli nechat vytvářet i neplodní muži a vajíčka by mohli lékaři pěstovat například pro ženy po menopauze.

Zatím lékařská věda nic z toho neumí. Ale až to umět bude, postaví nás před otázku, zda smíme dělat vše, co dělat umíme. Sahá například naše proklamovaná tolerance k homosexuálům tak daleko, že bychom souhlasili s tím, aby spolu plodili děti? Nakolik by se takový postup vymykal z rámce tzv. asistované reprodukce, která už dnes zajišťuje početí dětí neplodným heterosexuálním párům? Bylo by spravedlivé povolit pěstování spermií pro neplodné muže a zakázat je homosexuálním ženám?

Zatímco na biologické otázky hledáme odpovědi velmi usilovně, otázky etické nejednou odsouváme do pozadí s odůvodněním, že zatím nejsou aktuální. Vývoj v biologii však pádí závratným tempem. Co včera vypadalo jako sci-fi, může být zítra reálně proveditelné. Určitě proto neuškodí, když budeme aspoň některé etické otázky řešit s předstihem.

Poznámky

1) Vznikají tak například trubci včel.

2) Kono T. et al., Nature 428, 860–864, 2004.

3) Kawahara M., Kono T., Human Reproduction 25, 457–461, 2010.

4) Deng J. M. et al., Biology of Reproduction. Doi: 10.1095/biolreprod. 110.088831.

5) K tomu bychom museli homosexuálním mužům povolit, aby si najali náhradní matku, které by byl zárodek implantován do dělohy, aby dítě donosila a porodila. To je v některých zemích povoleno. U nás jsou „náhradní matky“ zakázány, i když se čas od času diskutuje o tom, zda a za jakých podmínek by bylo možné dobrovolné nebo dokonce komerční donošení dítěte cizí ženou povolit.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika

O autorovi

Jaroslav Petr

Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc., (*1958) vystudoval Vysokou školu zemědělskou v Praze. Ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Uhříněvsi se zabývá regulací zrání savčích oocytů a přednáší na České zemědělské univerzitě v Praze. Je členem redakční rady Vesmíru.
Petr Jaroslav

Doporučujeme

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...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné