Od myší k člověku

Rozluštění lidského genomu v roce 2000 jste označil za zlomovou událost, která svým významem předčí přistání člověka na Měsíci. Co to znamenalo pro vaši práci? — Byla to revoluce, ale ta stále pokračuje. V roce 2000 byla cena přečtení prvního lidského genomu mezi 300 miliony až miliardou amerických dolarů. V loňském roce bylo možné sekvenovat lidský genom za 1500 dolarů. Pro nás to konkrétně znamenalo, že experimenty, které před deseti lety patřily do říše snů, nyní můžeme realizovat i v naší malé laboratoři. Pokrok v genetice a obecně v biomedicíně je obrovský. V jedné ze svých prvních prací před čtyřiceti lety jsem mapoval gen pro samčí neplodnost na myším chromozomu, na němž tehdy bylo známo pomocí mutací asi patnáct genů. Dnes na je na tomto chromozomu přesně lokalizováno přes tisíc genů a téměř u každého z nich je známá jeho lidská varianta a její umístění v lidském genomu. To je všechno zásluhou sekvenace savčích genomů, jejichž počátkem bylo právě ono přečtení lidského genomu v roce 2000.

Za objevy metod, které umožňují měnit geny myší a vytvářet tím myší modely lidských chorob, byla v roce 2007 udělena Nobelova cena. Dostal ji Mario R. Capecchi, sir Martin J. Evans a Oliver Smithies za práce z osmdesátých let. Jak tehdy docílili změny genu v živé buňce? — Docílili toho tím, že se pokoušeli o nemožné. Tedy o něco, co se v té době považovalo za nemožné. Představte si jádro savčí buňky, které má v průměru pět tisícin milimetru, a uvnitř tohoto jádra DNA jako jakousi šnůru složenou ze tří miliard korálků, z nichž každý nese jedno ze čtyř možných písmen. Úkolem bylo, aniž byste tu buňku zničili, najít mezi těmi 3 miliardami písmen konkrétních tisíc písmen a ty nahradit vnesenou cizí DNA. Nezní to šíleně? Navíc z takové jediné buňky vytvořit celý živý organismus, živou myš. Myslím, že přijít s takovým projektem řekněme před třiceti lety, považovali by Vás za blázna. Jednoduše vysvětlit, jak to ti tři nobelisté dokázali, je ale dost těžké.

Zkuste to. — Začalo to snahou ověřit, zda proces homologní rekombinace, která už byla známá u bakterií a kvasinek, funguje také u savčích buněk. Homologní rekombinace je nezbytná pro vnášení cizí DNA na určené místo v genomu. Oliver Smithies to zkoušel tak, že vnášel dvě malé cizí molekuly DNA do myší buňky a zjišťoval, zda mezi sebou rekombinují, tedy zda savčí buňka vůbec má vhodné nástroje pro takovou funkci. Mimochodem Smithies před měsícem zemřel ve věku 91 let a do posledních dnů aktivně pracoval ve své laboratoři. Kdyby mě potkalo takové štěstí, tak bych měl před sebou ještě dvacet let práce! Martin Evans zase kultivací časných myších zárodků v tkáňové kultuře dokázal vytvořit nesmrtelné buněčné linie embryonálních kmenových buněk. Opět se povedlo něco, co v té době bylo považováno za vyloučené - docílil, aby se embryonální kmenové buňky neustále dělily, ale současně nediferencovaly v další stadia. No a Mario Capecchi dal ty dva objevy dohromady a vytvořil první myš, ve které byl cíleně umlčen jeden gen.