Víc škody než užitku?

Vědci z iniciativy Genome Project Writing zaměřené na syntetickou biologii se rozhodli otestovat metodu imunizace lidské buňky proti virům pomocí přepisu jejího genomu. Podobnou metodu už v minulosti úspěšně aplikovali na bakteriální buňky. Metoda vychází ze dvou skutečností. Jednak že reprodukce virů je závislá na molekulární mašinérii hostitelské buňky a jednak že genetický kód je takzvaně degenerovaný. Obsahuje celkem 64 třípísmenných slov (tzv. tripletů nebo kodonů), která u člověka kódují 20 různých aminokyselin. Degenerace genetického kódu znamená, že jedna aminokyselina může být kódována více než jedním slovem. Některá slova jsou tedy synonymní a jejich záměna nevyústí ve změnu aminokyseliny, a tedy ani ve změnu výsledného proteinu.

V genomu pokusné buňky by byla zcela vymazána některá z 64 slov, neboť by je nahradila slova synonymní. Výsledný protein tedy zůstane stejný. Klíčové je, že pro každé z 64 slov existuje v molekulární mašinérii buňky specializovaný typ molekuly z rodiny tRNA, který dokáže dané slovo „přečíst“ a přeložit. Vymažeme-li z buněčného genomu jedno slovo, můžeme, zjednodušeně řečeno, vymazat i geny kódující příslušný typ tRNA, který umí dané slovo přečíst, a tento typ tRNA tedy z molekulární mašinérie buňky zmizí. Vymazané slovo ovšem stále bude přítomno ve virovém genomu. Když virus dopraví do buňky svoji nukleovou kyselinu, jeho genetická informace se začne překládat do proteinů. Jakmile ale narazí na slovo, které bylo z genomu buňky vymazáno, syntéza se zastaví. Dané slovo už zkrátka není ve slovníku buňky a ta není schopna ho přečíst a přeložit. Reprodukce viru se zablokuje a buňka se stává imunní.

Celá záležitost je čistě experimentálního charakteru a jde zatím pouze o to, zjistit, zda funguje i na lidské buňky. Jakákoliv aplikace na lidskou populaci je z praktických a zejména etických důvodů v dohledné době nemožná. Kolem metody je spousta otazníků. Například z pohledu evoluční biologie jde o přemazání milionů let evoluce lidské DNA, což rozhodně nezní jako dobrý nápad (např. vzhledem k možnému výskytu potenciálně užitečných preadaptací). Viry také mají vliv na molekulární evoluci některých buněčných (zejména prokaryotních, ale v menší míře i eukaryotních) organismů, a to například prostřednictvím tzv. horizontálního genového přenosu. Jeho význam v evoluci lidského genomu se zatím diskutuje, ale výše zmíněná metoda by tento potenciálně důležitý evoluční mechanismus mohla zcela zablokovat. Je tedy otázkou, zda by širší aplikace této metody na lidskou populaci v budoucnu nenadělala více škody než užitku.

Science, DOI: 10.1126/science.1241459, DOI: 10.1126/science.aaf6850, DOI: 10.1126/science.aau0339