Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Epigeneze: řád z řádu
Epigenetika: věda o epigenezi

 |  2. 2. 2015
 |  Vesmír 94, 67, 2015/2

První, co jsem musel rozhodnout coby hostující redaktor únorového tištěného i webového čísla Vesmíru na téma Epigenetika (příspěvky: Vesmír 94, 105, 2015/2, Vesmír 94, 110, 2015/2 a Vesmír 94, 114, 2015/2), byla definice pojmu samotného.

Byl vytvořen ve čtyřicátých letech 20. století jako protipól tenkrát zaváděné představy, že „všechno je v genech“, později „všechno je v DNA“. C. Waddington tím myslel asi tolik, že vyvíjející se zárodek spolu s prostředím usměrňují („kanalizují“) průběh ontogenetických pochodů a také dědičnost některých vlastností: podle toho, kterou vývojovou dráhu vyvíjející se zárodek zvolí, bude vybírat ze své genové výbavy, tj. bude regulovat expresi svých genů, dokonce s přesahem do dalších generací.

Při troše zlé vůle se však tenkrát dalo tvrdit, že epigenetika nahrává Lysenkovi, a tak se na epigenetiky valila nesmyslná obvinění.1) Promeškala se tak příležitost a čekali jsme dalších padesát let. Ještě v devadesátých letech se neslušelo toto slovo používat a i poté se objevilo v poměrně úzkém významu jako soubor některých speciálních molekulárních procesů, které spouštějí nebo ladí genovou expresi, a to tak, že některá nastavení se mohou dědit do další generace. Když však některá, proč ne všechna? Přece víme, že DNA nic nezmůže a slogan „Geny řídí“ má asi takovou platnost jako předvolební slogany na billboardech. (Podobně výmluvné jsou i slogany „Život je chemická reakce“ nebo úžasný výtvor ducha „Biologie je vědou o biologii“.2))

Slovo „epigeneze“ přitom kolovalo bez problémů a myslely se jím všechny procesy „emergování“ něčeho, co v předchozím stadiu nebylo, tj. objevování se funkčních a tvarových vlastností organismu („fenotypu“) během vývoje. Tedy vlastně všechno kromě genů, tam je obvykle zájem pouze je kopírovat.

A tak jsem zvolil širší definiční záběr: „Epigenetika je vědou o epigenezi“. A tomu jsem podřídil i výběr autorů. Moje pracovní definice zněla takto: krátkodobé nebo trvalé struktury a vztahy, které se nějak podílejí na regulaci exprese genů a výstavby těla. Do různé míry: například v poznámce vzpomínaný T. Sonneborn prováděl zajímavé operace na nálevnících a způsobené malformace byly dědičné, aniž se cokoli měnilo na úrovni genů a regulaci jejich exprese. Regulace bakteriálního operonu má zase mnohem blíž ke genům než ke strukturám. Jednotlivé příspěvky tudíž probírají procesy na úrovni chromatinu (např. metylace DNA, derivatizace histonů nebo iRNA), regulace embryogeneze asymetrickým rozrůzněním prostoru, vlivu výživy či symbiotických vztahů na výstavbu tvarů a funkcí, a konečně dědivosti některých epigeneticky ustavených znaků.

A hned nutno připomenout ještě jednu skutečnost: tak jako biologie nepostihuje všechny stránky živého (proto nemá definici života), tak ani epigenetika se netýká všech rozměrů epigeneze. Koneckonců autorem pojmu epigeneze je Aristotelés, který se expresí genů určitě nezabýval, výstavbou těla však ano; podobně epigenetici 18. století – nemusím zde připomínat jejich spor s preformisty. Považoval jsem za důležité tento rozdíl pomocí některých příspěvků vyzdvihnout. Seznam všech příspěvků a odkazů najde čtenář na www.vesmir.cz/rubrika/tema/epigenetika, v úvodním slově k webovému „balíku“ se pak pokouším rozklíčovat síť jednotlivých příspěvků.

A ještě k emergenci a k vysvětlení názvu tohoto úvodníku. Emergence se týká dynamických systémů a označuje vynoření se makroskopické struktury tam, kde předtím taková struktura nebyla. Takové systémy lze dělit na dva druhy:

1. Ty fyzikální vznikají opakovaně „z ničeho“, ze singularity, která kanalizuje neuspořádaný pohyb částic: hurikán, plamen, hvězda, reakčně- -difuzní modely, rostoucí krystal… Řád z neřádu, beze vztahu k předchozím výskytům téže struktury, žádná paměť.

2. Život však představuje řád z řádu, který je usměrněn bezpočtem předchůdců, s historií, pamětí a zkušeností sahajícími až ke kořenům života před čtyřmi miliardami let. Jen toto je epigeneze a jenom takto se rodí živáčkové, ale také národy, kultury nebo třeba móda.

Díky modernímu pojetí epigenetiky setřásá epigeneze své staré konotace (jakožto opak preformismu) a stává se neuvěřitelně zajímavou ekologií: ekologií proteinů v buňce i mimo ni; ekologií buněčných struktur; ekologií buněk stavících organismus až k jeho dospělému „klimaxu“; ekologií vztahů v rámci holobionta, jakým je živočišný organismus nebo rostlina s její rhizosférou. Zde náš výběr končí, i když jistě by se našly i výstupy do té „pravé“ ekologie.

Na závěr dám průchod svému úžasu. Před lety jsem už jedno speciální číslo časopisu redigoval.3) Zpozdilo se skoro o dva roky – tak dlouho mi trvalo vylákat z autorů slíbené články. Má frustrace neznala mezí. Tentokrát přišlo pověření 4. prosince 2014 s tím, že termín odevzdání je 15. ledna! Při tak šibeničním termínu (navíc ještě svátky) jsem si udělal jistou rezervu a obeslal raději větší množství autorů (v některých případech jejich šéfů). Všichni souhlasili a také všichni dodali! Děkuji.

Literatura

1) Viz přednášku-obhajobu T. Sonneborna, Science 11, 529,
1950.

2) Podobné výkřiky viz můj doslov ke knize J. Brockman: Třetí kultura. Praha, Academia 2008.

3) Biosemiotics 2011/4.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Evoluční biologie
RUBRIKA: Úvodník

O autorovi

Anton Markoš

Doc. RNDr. Anton Markoš, CSc., (*1949) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK. Na katedře filozofie a dějin přírodních věd PřF UK se zabývá teoretickou biologií. Napsal knihy Povstávání živého tvaru (1997), Tajemství hladiny (2000), Berušky, andělé a stroje (spolu s J. Kelemenem, 2004), Život čmelákův (spolu s T. Daňkem, 2005), Staré pověsti (po)zemské (spolu s L. Hajnalem, 2007), Profil absolventa (2008), editoval sborníky Náhoda a nutnost (2008), monografii Markoš a spol.: Life as its own designer (Springer, 2009), Jazyková metafora živého (2010).
Markoš Anton

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