Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Slepice

(ne tak úplně) odolné vůči ptačí chřipce
 |  5. 5. 2011
 |  Vesmír 90, 264, 2011/5

I malá změna dědičné informace může živočicha obrnit proti infekci. Někdy se o to postará příroda. Například mutace genu CCR51) má u člověka za následek zvýšenou odolnost k viru HIV-1.2) Gen CCR5 zajišťuje syntézu bílkovinné molekuly, s jejíž pomocí vstupuje virus do bílých krvinek. Pokud je tato „klika ke dveřím“ do krvinky pochroumaná, virus má s proniknutím do hostitelské buňky potíže. Lékaři proto zvažují, že by lidem nakaženým virem HIV odebrali buňky kostní dřeně, v jejich dědičné informaci by cíleně poškodili gen CCR5 a buňky s defektním genem by vrátili nemocnému. Ten by si vyráběl krvinky s „pochroumanou klikou“ a mohl by infekci vzdorovat.3)

Teoreticky lze takovou změnu navodit preventivně a chránit tak člověka před infekcí. Takový zákrok by nebyl léčbou, ale genovým vylepšením. Mohli bychom jej vnímat jako jakousi genetickou obdobu očkování. Zatím jsou rizika provázející genové vylepšení příliš vysoká, ale v bližší či vzdálené budoucnosti může být vše jinak.

Infekční choroby neškodí jen lidem. Páchají obrovské škody i v chovech hospodářských zvířat. Navíc jsou některé choroby přenosné ze zvířat na člověka (např. chřipka, sněť slezinná nebo toxoplasmóza) a ohrožují lidskou populaci. Proto se snažíme vyšlechtit plemena a linie zvířat, které jsou vůči infekčním chorobám odolné. Významně v tom může pomoci genové inženýrství. První úspěchy se už dostavily. Cílenými zásahy do dědičné informace byl například získán skot odolný k bovinní spongiformní encefalopatii známější jako „nemoc šílených krav“.4) Tradičními šlechtitelskými postupy srovnatelné odolnosti dosáhnout nelze.

Velké škody páchají infekční choroby v chovech drůbeže. Všichni ještě máme v živé paměti, jaké zděšení zavládlo, když se i u nás vyskytla tzv. ptačí chřipka vyvolávaná virem A(H5N1). Řada vědeckých týmů po celém světě se proto snaží pozměnit dědičnou informaci kura tak, aby „ptačí chřipce“ odolával.

První dílčí úspěch si připsal tým vedený virologem Laurencem Tileyem z University of Cambridge a genetičkou Helen Sangovou z Roslin Institute v Edinburghu.5) Jejich studie však ukázala, že řešení tohoto problému je ještě složitější, než se na počátku zdálo. Genetické modifikace ptáků jsou komplikované už po technické stránce. U savců se zhusta provádí zásah do dědičné informace na velmi raných embryích nebo na oplozených vajíčkách. Uměle navozená změna v dědičné informaci jednobuněčného embrya je pak zděděna všemi buňkami jedince, který se ze zárodku vyvine. U ptáků je obdobný postup prakticky nemožný. V právě sneseném slepičím vejci je zárodek starý 24 hodin. Tvoří ho zhruba 60 000 buněk a změna dědičné informace se podaří jen u malého zlomku z nich. Pták pak nese genetickou modifikaci jen v některých buňkách těla. Efekt cílené změny dědičné informace se u něj nemusí vůbec projevit. Pokud nepostihla genetická modifikace pohlavní buňky, nepřenáší se nová vlastnost na potomky. Takový jedinec přestavuje z hlediska šlechtění geneticky modifikované linie slepou uličku.

Řada týmů využívá ke genetické modifikaci drůbeže virů upravených metodami genového inženýrství. Virus je zbaven mnoha vlastních genů a místo nich je mu podstrčen gen, který má být vnesen do dědičné informace ptačího zárodku. Virus je vstříknut do sneseného vejce a vědci se spoléhají na to, že se pokusí vnést svou dědičnou informaci do buněk embrya. Přitom působí jako trojský kůň a „pašuje“ podstrčený gen do dědičné informace mnoha buněk zárodku.

Laurence Tiley vytvořil v laboratoři virus, který nesl v dědičné informaci instrukci pro produkci zvláštních molekul ribonukleové kyseliny (RNA). Ty jsou s to reagovat s enzymem, jejž virus ptačí chřipky A(H5N1) využívá ke svému množení v hostitelských buňkách. Virus samozřejmě může zmutovat tak, že se jeho enzym na takto vytvořenou „virovou brzdu“ neváže. Takto pozměněný enzym se pak ale neváže ani na žádný z osmi úseků dědičné informace viru a virus není s to se množit. Pro obnovu množení by musel virus změnit odpovídajícím způsobem i každý z osmi úseků vlastní dědičné informace. Není to nemožné, ale je to krajně nepravděpodobné. Šance, že by virus A(H5N1) z „pasti“ unikl právě tímto způsobem, je nepatrná.

Helen Sangová se s pomocí viru vyrobeného Tileyem pokusila vytvořit kura odolného vůči „ptačí chřipce“. V prvním kole získala kuřata, která nesla gen pro „virovou brzdu“ v některých buňkách těla. Naštěstí k nim patřily i pohlavní buňky v pohlavních žlázách. Část potomků těchto ptáků gen pro „virovou brzdu“ zdědila a produkovala ji v každé buňce svého organismu.6) Když ale vědci vystavili tyto ptáky viru A(H5N1), dočkali se nemilého překvapení. Ptáci se nakazili „ptačí chřipkou“ a hynuli stejně jako obyčejná drůbež. Odolnost se nedostavila. Přesto nezůstala genetická modifikace bez efektu. Ptáci chovaní s nakaženou modifikovanou drůbeží zůstávali zdraví. Virus se na ně nepřenášel bez ohledu na to, jestli sami nesli „virovou brzdu“ nebo ne. Přitom nakažený modifikovaný kur chrlil do okolí stejné množství viru „ptačí chřipky“ jako obyčejná nemocná slepice. Tiley a Sangová o příčinách tohoto překvapivého fenoménu jen spekulují. Domnívají se, že v organismu geneticky modifikovaného kura je produkován pozměněný virus, který není s to přeskočit na jiné ptáky.7)

Tiley přiznal, že jeho tým má vyšší ambice. Vědci chtějí získat kura, který bude vůči viru A(H5N1) plně odolný. Doufají, že taková linie by se mohla uplatnit v praxi. I pak by se ale nad budoucností kura rezistentního k „ptačí chřipce“ vznášel velký otazník. Především v Evropě by spotřebitelé maso a vejce geneticky modifikovaného kura asi odmítali. Politici by toho zcela jistě využili k zákazu chovu geneticky modifikované drůbeže i k zákazu dovozu masa a vajec ze zemí, které by chov rezistentní drůbeže zavedly. Ostatně: skot odolný k „nemoci šílených krav“ se v praxi zatím také neprosadil.

Poznámky

1) Ztráta dvanácti písmen genetického kódu z genu CCR5 je rozšířena především mezi obyvateli severu Evropy. Tato mutace se vyskytovala už u předků těchto lidí v mladší době kamenné a nesla s sebou zřejmě výhodu v podobě zvýšené odolnosti k některým virům, snad k viru pravých neštovic.

2) Huang Y. et al. Nature Medicine 2, 1240–1243, 1996.

3) V roce 2009 provedli němečtí lékaři transplantaci kostní dřeně HIV pozitivnímu pacientovi. Dárce kostní dřeně měl shodou okolností poškozeny obě kopie genu CCR5. Díky tomu byly pacientovy nové krvinky vzešlé z transplantované kostní dřeně imunní vůči viru HIV. Po 600 dnech vyšla vyšetření pacienta na virus HIV negativní. Viz Hütter G., et al.: New England Journal of Medicine 360, 692–698, 2009. Daní za takto získanou odolnost k viru HIV je zvýšená vnímavost k viru západonilské horečky.

4) Richt J. A. et al. Nature Biotechnology 25, 132–138, 2007.

5) Lyal J. et al. Science 331, 223–226, 2011.

6) Pořízení malého hejna slepic s „virovou brzdou“ vyšlo asi na 50 000 liber.

7) Využití takového kura v chovech drůbeže by bylo problematické. Ptáci by se mohli nakazit virem a hynuli by na něj. V jejich hejnech by se ale virus dále nešířil. Dnes se jakákoli nákaza virem A(H5N1) řeší likvidací celého chovu.

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