Sladká evoluce

Vůbec prvním proteinem, u nějž byla určena jeho primární sekvence, tj. pořadí jednotlivých aminokyselin, se stal r. 1955 díky práci Fredericka Sangera (viz Vesmír 93, 116, 2014/2) a jeho spolupracovníků inzulin. O tři roky později se spoluobjevitel struktury DNA Francis Crick nadšeně rozvykládal o tom, že informační makromolekuly typu DNA a proteinů v sobě skrývají budoucnost celého oboru. Proteinové sekvence přitom označil za nejjemnější možné vyjádření fenotypu každého organismu a vyslovil naději, že jako takové v sobě nejspíše nesou i většinu informací o jeho evoluci.

V šedesátých letech se proto někteří pionýři rozhodli ukázat, co se dá z této zlaté žíly vytěžit. Určit primární sekvenci proteinu bylo tehdy sice možné, ale rozhodně ne snadné ani levné. V době, kdy několik laboratoří nezávisle na sobě teprve pracovalo na sekvenování lidského a koňského hemoglobinu, si ovšem Francouz Émile Zuckerkandl spolu s čerstvým doktorandem R. Jonesem a nositelem Nobelovy ceny za chemii Linusem Paulingem jen tak cvičně střihl srovnání elektroforetických a chromatografických vzorců hemoglobinu gorily, šimpanze, orangutana, makaka rhesus, krávy, bahníka, sliznatky, máčky a paprskoploutvé ryby rodu Semicossyphus. Na srovnání samotných sekvencí si biologové museli počkat do r. 1967, kdy Američané W. M. Fitch a E. Margoliash srovnali aminokyselinové pořadí u cytochromu c člověka, koně, prasete, králíka, kuřete, tuňáka a pekařské kvasinky. Jejich článek nazvaný Konstrukce fylogenetických stromů se stal klasikou − počet jeho citací se blíží třem tisícovkám.

Vraťme se však k Zuckerkandlovi: Ten se s Paulingem seznámil v roce 1957 a o dva roky později s ním začal spolupracovat na Caltechu (Kalifornská technika). Po zahřívacím kole se oba naplno vrhli do oblasti molekulární fylogeneze a v průběhu několika následujících let formulovali základní principy toho, čemu dnes biologové říkají molekulární hodiny. Ty popisují situaci, při níž je sekvence informačního biopolymeru v průběhu evoluce vystavena vnějším vlivům (mutacím), které ji neustále postupně „přepisují“. Na základě kvantitativní analýzy takových změn u konkrétní molekuly u různých druhů organismů lze pak usuzovat na to, jak moc evolučně vzdálené si porovnávané sekvence (a tedy nejspíš i samy organismy) mohou být. V roce 1965 publikoval Zuckerkandl s nyní již dvojnásobným nositelem Nobelovy ceny Paulingem v časopise pro teoretickou biologii svůj nejslavnější článek, nazvaný Molekuly jako dokumenty evoluční historie. V něm popsali možnosti rekonstrukce fylogeneze na základě porovnávání sekvencí DNA a proteinů.

Émil Zuckerkandl stál u prvních krůčků rozvíjejícího se studia molekulární podstaty evolučních procesů a jistě patří mezi nejvýznamnější biology druhé poloviny 20. století. Molekulární evoluce byla jeho láskou až do samého konce, ačkoliv v posledních letech svého života se věnoval i jiným ušlechtilým tématům, například kritice inteligentního designu. Svůj poslední článek publikoval v roce 2011, dva roky před svou smrtí. Zemřel 9. listopadu minulého roku v úctyhodném věku jednadevadesáti let.