Aktuální číslo:

2019/9

Téma měsíce:

Hejno

CRISPR proti komárům i myším

 |  1. 4. 2019
 |  Vesmír 98, 200, 2019/4

Už Johann Gregor Mendel odhalil jednoduchou matematiku, která stojí za předáváním genů z generace na generaci. U pohlavně se množících diploidních druhů nese každý jedinec od každého genu dvě kopie (alely), které se mohou navzájem mírně lišit. Mendelovy principy volné segregace a kombinace alel předpovídají, že do příští generace se každá z nich předá s padesátiprocentní pravděpodobností. Někdy je ale genetická matematika přece jen složitější. Občas se může objevit alela, která díky nějakému triku zvýší pravděpodobnost svého vlastního přenosu do další generace na úkor své konkurentky. Taková alela se pak bude v populaci šířit, byť by pro své nositele byla třeba i malinko nevýhodná (tomuto procesu říkáme evoluční tah a techniku genového inženýrství, která ho využívá, nazýváme gene drive čili genový tah).

V přírodě takových alel najdeme poskrovnu, se současnými technikami genového inženýrství však není žádný problém připravit podobné alely uměle. Celý proces výrazně urychlila zejména metoda CRISPR, vzpomínaná často i na stránkách Vesmíru. CRISPR umožňuje pomocí speciálního enzymu Cas9 přestřihnout libovolnou sekvenci DNA. Stačí tomuto enzymu poskytnout předlohu v podobě naváděcí sondy, tzv. guide RNA. Vědci proto zkonstruovali speciální sekvence, které obsahují alelu, již touží šířit po populaci, a k tomu ještě návod na přípravu zmiňovaných Cas9guide RNA. Objeví-li se takto upravená alela v buňkách (včetně těch, z nichž vznikají buňky pohlavní), Cas9guide RNA společnými silami poškodí konkurenční alelu. Buňka se snaží rozstřiženou DNA opravit, k čemuž může jako vzor použít druhou dostupnou alelu. Tím se kýžená alela vlastně zkopíruje a pravděpodobnost přenosu do další generace zvýší z padesáti na sto procent.

Takové hrátky ale jistě neprovádíme jen proto, abychom posmrtně škádlili Johanna Gregora. Rozšířit v populaci nějakou alelu může mít velice reálný přínos. Nejzřejmější to je v případě hmyzích škůdců a přenašečů nemocí. Bylo by např. lákavé rozšířit mezi africkými komáry alely nesoucí rezistenci k malárii a ulevit tak domorodé populaci. Nebo rovnou gen neplodnosti, který komáří populace zredukuje bez nutnosti nasazovat totální pesticidy typu DDT. Takový přístup vypadá mnohem šetrněji než vysoušení bažin a masová likvidace komářích ekosystémů. Palec nahoru si genový tah u zelených iniciativ přesto nezíská. Právě potenciál ovlivnit celou populaci, potažmo celý druh, vybízí k předběžné opatrnosti. Zvláště u tak přelétavých organismů, jakými jsou komáři a další hmyz. Takový odfouknutý komár snadno přenese umělý gen mimo cílovou populaci, a jeho šíření se tak lehce vymkne kontrole. To není ideální stav přinejmenším ve fázi testování případných nežádoucích vedlejších účinků.Ačkoliv byl genový tah doposud testován zejména u hmyzu, v současnosti se objevují studie naznačující jeho uplatnitelnost i u savců. Jedna taková práce ukazuje, jak lze pomocí CRISPR zvýšit šanci přenosu alely pro bílou srst u laboratorních myší. Maximální úspěšnost sice činila jen okolo 70 %, a to ještě pouze v mateřské linii, jako první vlaštovka to ale vypadá nadějně. Ekologická hnutí mají o důvod víc k panice. Je však třeba přiznat, že savčí populace se přece jen kontroluje snáze než ta hmyzí a myš bude jako modelový organismus pro výzkum genového tahu vhodnější než komár. Novozélandská vláda se už jistě těší, že geny pro neplodnost umožní dostat pod kontrolu invazní hlodavce a šelmy ničící domácí faunu. A my se můžeme těšit na další velkou bioetickou kontroverzi.

Literatura

Kyrou K. et al., Nat. Biotechnol., 2018, DOI: 10.1038/nbt.4245.

Grunwald H. A. et al., Nature, 2019, DOI: 10.1038/s41586-019-0875-2.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Petr Zouhar

RNDr. Petr Zouhar, Ph. D., (*1985) je absolventem Přírodovědecké fakulty UK v Praze. Na Stockholmské univerzitě se v současnosti zabývá zejména metabolismem tukové tkáně a s tím spojenou problematikou obezity a diabetu.
Zouhar Petr

Doporučujeme

Chůze v davu: impulzy bez doteku

Chůze v davu: impulzy bez doteku

Milan Krbálek  |  2. 9. 2019
„Nejednou nás chybný krok ponořil až ke stehnům do tmavého rosolovitého bahna, které se na metry kolem nás pod našimi kroky vlnilo. Jeho přilnavá...
Sportující faraon

Sportující faraon

Břetislav Vachala  |  2. 9. 2019
Schopný král byl zárukou, že nezvítězí síly zla a chaosu a „boží země“ Egypt bude trvale vzkvétat a bude se dařit jejímu lidu. To potvrzoval...
První obraz horizontu černé díry

První obraz horizontu černé díry

Michal Bursa  |  2. 9. 2019
Když jsme spolu s Vladimírem Karasem v roce 2010 psali o vyhlídkách radioastronomie na přímá pozorování černých děr (Vesmír 89, 226, 2010/4), byla...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné