Mukherjee, Siddhartha: Gen

Mukherjee, Siddhartha
Gen

recenze přírodní vědy

Slovo gen se v poslední době stalo nedílnou součástí naší každodenní řeči, ale jen málokdo skutečně ví, co to gen je, v čem je historie jeho objevu zajímavá, jak se vyvíjelo jeho pojetí nebo kterak se geny vztahují k tomu, jací doopravdy jsme. Rozsáhlá publikace indicko-amerického onkologa a spisovatele tuto problematiku objasňuje vyčerpávajícím způsobem a přitom srozumitelně. Zaručeně tak osloví široké spektrum čtenáře, od naprostých laiků až po profesionální přírodovědce.

Geny známé i neznámé
Siddhartha Mukherjee
: Gen: O dědičnosti v našich osudech. Přel. Jan Šmarda, Masarykova univerzita, 2019, 528 s.

Když se 20. července 1822 ve slezských Hynčicích narodil Antonu a Rosině Mendelovým syn Johann, nikdo nemohl tušit, že se tento muž, který se dal na kněžskou dráhu a neuspěl u učitelských zkoušek z přírodopisu, stane jedním z nejvýznamnějších přírodovědců devatenáctého století a zakladatelem nového vědeckého oboru – genetiky. Svou přelomovou práci o křížení hrachu zveřejnil brněnský opat Gregor Johann Mendel v německy psaném a pro širší vědeckou obec v podstatě neznámém odborném časopise, což mělo za následek, že článek na mnoho let zapadl a byl znovuobjeven teprve na přelomu 19. a 20. století, kdy se Mendelovi, byť posmrtně, konečně dostalo zaslouženého docenění. Dnes už se můžeme jen dohadovat, jak by se vyvíjela Darwinova evoluční teorie, kdyby měl její tvůrce Mendelovu práci o dědičnosti k dispozici, neboť právě dědičnost Darwina při úvahách o evoluci nadmíru pálila.

Tak zní oblíbený příběh o zrození genetiky, jímž svou monumentální knihu Gen: O dědičnosti v našich osudech (The Gene: An Intimate History, 2016) zahajuje indicko-americký onkolog, vědec a spisovatel Siddhartha Mukherjee (nar. 1970), s nímž se čeští čtenáři mohli seznámit už díky jeho Pulitzerovou cenou ověnčené prvotině Vládkyně všech nemocí: Příběh rakoviny (The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer, 2010; česky Masarykova univerzita, 2015). Ve svém nejnovějším díle si Mukherjee vytyčil úkol vskutku velkolepý, a to vylíčit kompletní historii genu, konceptu, který lidstvo provází posledních zhruba sto padesát let a který po celé 20. století nehrál jen stěžejní úlohu ve vývoji biologických věd, ale zásadně ovlivňoval celou společnost. A příliš se na tom nemění ani dnes, jak nasvědčují nikdy nekončící zprávy, že vědci objevili gen pro to či ono. Co to ale gen vůbec je? Jak se projevuje? Vede jeho přítomnost v genomu vždy k jednomu a témuž výsledku? Může se struktura genu měnit? A co jeho význam? Jak jej ovlivňuje prostředí? Dokážeme geny upravovat cíleně, a do jisté míry tak suplovat evoluci? Na tyto i mnohé jiné otázky dnes už odpovědi máme. Cesta k jejich zodpovězení byla nesmírně dlouhá a spletitá, přesto bez nadsázky úžasná, jak dokládá Mukherjeeova kniha.

Struktura genu
Svazek je uspořádán chronologicky a dělí se do šesti ucelených, byť samozřejmě notně provázaných částí, ohraničených zásadními předěly na poli zkoumání genů a dědičnosti. Jak už bylo naznačeno výše, první část pokrývající období let 1865–1930 se věnuje počátkům nauky o dědičnosti, od Mendelova objevu přes jeho znovuobjevení až po první nesmělé krůčky v poznávání skutečné povahy genů. Je to ovšem také doba, kdy se – kupříkladu v dílech Darwinova bratrance Francise Galtona – začaly objevovat a nabývat na síle první úvahy o eugenice, potažmo o tom, jak „napodobit mechanismus přírodní selekce“ a s využitím nejnovějších vědeckých poznatků zachránit/vylepšit degenerující lidskou rasu. Tyto názory však nezůstávaly jen takříkajíc na papíře, ale pozvolna se začaly, třeba nucenou sterilizací společensky nepohodlných osob, uvádět do praxe. Za povšimnutí každopádně stojí, že autor výše uvedené nepředkládá jen jako nějaký obecný fakt, na což už jsme ostatně zvyklí, ale zrůdnost tohoto počínání dokresluje na příkladech konkrétních lidí, a nutí tak čtenáře zakoušet odvrácenou stranu raných genetických úvah mnohem silněji.

Druhá část sice zahrnuje dobu mezi lety 1930 a 1970, často se však vrací k prvním třem desetiletím dvacátého století. V tomto období nebylo o povaze genů a dědičnosti zprvu známo takřka nic. Měnit se to začalo teprve díky slavným pokusům Thomase Morgana a jeho spolupracovníků s octomilkami, teoretickým pracím Ronalda Fishera či výzkumům genetické variability Theodosia Dobzhanského, jež za přispění mnoha dalších biologů vyústily ve veledůležité sjednocení genetiky s evoluční teorií, běžně označované termínem moderní syntéza. Je to doba, kdy badatelé začínali chápat význam bílkovin pro život či vztah mezi genotypem (soubor všech genů organismu) a fenotypem (pozorovatelné vlastnosti organismu). A právě tehdy se odehrál i jeden z nejdůležitějších příběhů v dějinách biologie, který vedl k poznání, že genetická informace je zakódovaná v dvoušroubovici DNA. Její strukturu objevili v roce 1953 Francis Crick a James Watson, byť s přispěním řady dalších badatelů. To byl ale jen začátek. Bylo ještě nutné rozluštit, co tím kódem vlastně je, jak funguje nebo jak se genotyp překládá do fenotypu. Zároveň tehdy eugenické úvahy naneštěstí dosáhly pomyslného vrcholu a genetika, nebo spíše její naprosté nepochopení, posloužily během nacistického běsnění jako záminka k páchání největších zvěrstev novodobé historie.

Kniha života
Odhalení struktury DNA umožnilo hlubší nahlédnutí do mechanismů dědičnosti a otevřelo cestu k řešení zcela nových výzkumných úkolů, o nichž pojednává část třetí (1970–2001). Jedním z přelomových úspěchů se v této etapě stala schopnost genetickou informaci číst (sekvenovat), tedy určovat pořadí jednotlivých písmen (nukleových bází: A, C, G, T) v DNA. Odtud byl už jen malý krůček k tomu, aby se vědci pokusili s genetickou informací nějakým způsobem manipulovat. Zanedlouho se skutečně podařilo vložením genů do genomů jiných organismů (obvykle bakterií) vytvořit první rekombinantní DNA. Před výzkumníky se díky tomu otevřela svůdná oblast klonování DNA, kterážto technika jim umožňovala například vytvářet v genomu hostitelské buňky ohromné množství kopií určitého genu, potažmo tak výrazně zvýšit produkci bílkoviny, jejíž tvorbu má daný gen na starosti. To patrně nezní nijak převratně, ale když si uvědomíme, že bílkoviny se v těle podílí na řadě biologických procesů a jejich nesprávná funkce souvisí s řadou onemocnění, vrhá to na celou otázku docela jiné světlo. Už v sedmdesátých letech se objevily snahy vyrobit takto umělý inzulin, jehož byl na trhu výrazný nedostatek a obvykle se získával ze slinivek různých hospodářských zvířat, kupříkladu prasat. Toto úsilí bylo nakonec už po několika letech korunováno úspěchem, neboť první rekombinantní inzulin se podařilo připravit v roce 1978 a pár let nato se podobný kousek podařil i s růstovým hormonem. Ze zkoumání genů se rázem stala záležitost, jež nebyla přitažlivá pouze z čistě vědeckého úhlu pohledu. Stále patrnější totiž byly i obrovské možnosti medicínského využití, s nímž se pojilo i zajímavé finanční hledisko, které jistě bylo mocným stimulem primárního výzkumu. Tyto prvotní výzkumy často probíhaly poněkud divoce a v podstatě neregulovaně. Mnozí zainteresovaní si brzy uvědomili, že vytvářením rekombinantní DNA se lidstvo pouští do naprosto neznámých vod, a dokud nepoznáme, jaké důsledky může naše počítání mít, je na místě maximální obezřetnost. To ovšem někteří chápali jako bezdůvodné omezování výzkumu a zaznívaly výroky typu: „Věda se ve své čisté formě nezajímá o to, kam mohou její výsledky vést. (…) Její učedníci chtějí pouze objevit pravdu.“

Se třetí částí se do značné míry prolíná i čtvrtá (1970–2005), která se však daleko více zaměřuje na samotnou genetiku člověka. Schopnost číst v knize života totiž otevírala i jiné možnosti, například hledat genetickou podstatu dědičných onemocnění, od rakoviny prsu přes schizofrenii po cukrovku. V některých případech se geny související s projevem různých chorob skutečně podařilo objevit, což posléze vedlo například k prenatálnímu vyšetření plodů, jež pomáhalo určit, zda se dítě nenarodí s nějakou závažnou poruchou. Autor podotýká, že první úspěšný potrat iniciovaný výsledky takového testování se uskutečnil dokonce již v roce 1968 (existovalo podezření, že dítě bude trpět Downovým syndromem). Z prenatálního testování se poté stala běžná praxe, opět se však vynořily morální problémy, které se s takovým počínáním nutně pojí. Podle kritiků se nejednalo o nic jiného než selekci plodů na základě jejich genetické výbavy, což neodbytně dávalo vzpomenout na tragické následky, v něž vyústila klasická eugenika v první polovině 20. století. Jiní (v tomto případě F. Crick) ovšem kontrovali prohlášeními typu: „Novorozenec by neměl být prohlášen za člověka, dokud neprojde určitými testy své genetické kvality.“

Potíž dále spočívala v tom, že o genetické podstatě mnoha nemocí jsme toho věděli velmi málo, než abychom mohli činit tak definitivní rozhodnutí jako ukončení těhotenství. Choroby ostatně jen málokdy souvisejí s jedním jediným genem. Často mají naopak co dočinění s celou řadou (klidně i stovkami) genů a není vůbec jisté, zda během života nemoc vůbec propukne, nemluvě o vlivech prostředí na výsledný projev genotypu. V tomto ohledu byly mimochodem velmi důležité výzkumy jednovaječných dvojčat (mají totožnou genetickou informaci), jež umožnily stanovit, do jaké míry je určitý znak ovlivněn geny a nakolik se na něm podepisuje vliv prostředí. Hlavním úkolem období popisovaného ve třetí a čtvrté části se však stal projekt lidského genomu, tedy určení sekvence nukleových bází v lidské DNA, jehož předběžné výsledky byly zveřejněny v roce 2000, úplné potom o tři roky později.

Současná genetika
V předposlední části (2001–2015), nesoucí podtitul „Genetika identity a normálnosti“, už se Mukherjee dostává do velmi nedávné minulosti a představuje opět zásadně odlišnou etapu genetického výzkumu. Podtitul napovídá, že tentokrát je tématem vztah genů a toho, jací doopravdy jsme. Hned na úvod autor upozorňuje, že lidé jsou z genetického hlediska poměrně variabilní a výpovědní hodnota genů, co se vlastností jejich nositele týče, není zdaleka taková, jak si někdy myslíme. Pokud jde například o genetické určení ras, platí, že genetická rozdílnost uvnitř „ras“ je daleko větší než variabilita mezirasová. Geny nám sice prozradí, odkud někdo pochází a třeba i ke které „rase“ náleží, avšak o tom, jaký daný člověk skutečně je, nám toho řeknou jen velmi málo. V minulosti se někteří badatelé také například pokoušeli odhalit vztah mezi geny a inteligencí, potažmo dědičností inteligence. Jistě nikoho nepřekvapí, že takové spojení je navzdory přání některých lidí poměrně slabé a inteligence, měřená prostřednictvím IQ, výrazně závisí na prostředí, kupříkladu socioekonomickém statusu jedince (nehledě na problematiku samotného konceptu IQ, jehož hodnota vypovídá především o schopnosti řešit konkrétní a poměrně specifický typ úloh používaných při testu).

Oblíbeným tématem bývá též vztah mezi geny a pohlavní či genderovou identitou. Dříve se sice usuzovalo, že gender je daný spíš kulturně a výchovou, nicméně genetické výzkumy, a konečně i řada konkrétních a leckdy tragických příkladů, jež autor uvádí (snaha vychovat „genetického“ chlapce jako dívku a naopak), ukazuje, že tak jednoduché to rozhodně není a genderová identita je do značné míry vrozená. Mnohem třaskavějším tématem je nepochybně otázka identity sexuální, respektive preference sexuálních partnerů určitého pohlaví. Asi nepřekvapí, že i tady se podařilo objevit spojení mezi geny a sexualitou, leč dlouho hledaný gay-gen patrně neexistuje, ač už to před několika lety vypadalo docela nadějně. Spíše se v tomto případě jedná o celou řadu genů s menším vlivem.

V šesté a poslední části (2015–) už se autor dostává do současnosti (text dokončoval koncem roku 2015), ačkoli i tentokrát se v úvodu kapitoly vrací daleko do minulosti. Hlavní problematikou je zde manipulace se samotnými geny a napravování jejich nedostatků, popřípadě přímo jejich vylepšování. Jednou z technik, jak něco takového provést, je genová terapie, při níž se zvolené sekvence DNA vkládají do pacientova genomu s cílem nahradit nefungující či nedokonale fungující gen. S prvními genovými terapiemi se začínalo už v minulém tisíciletí, jenomže se při nich naneštěstí ukázalo, že k novým metodám, kterým často ještě zcela nerozumíme, je nutné přistupovat nadmíru opatrně. Mukherjee připomíná smutný případ Jesseho Gelsingera, mladíka, jenž se v roce 1999 stal první a nutno dodat, že zbytečnou obětí genové terapie, která si poté ztracenou důvěru získávala nazpátek jen s obtížemi. V poslední době se však začínají objevovat bez nadsázky revoluční metody modifikace genů (zejména CRISPR/Cas9), které nám patrně umožní velmi přesně zacílit, jak a kde se má DNA změnit (to dříve možné nebylo), což otevírá bránu ke zcela novým metám genového inženýrství. I zde se ovšem dostáváme na hodně tenký led, respektive do oblasti plné závažných morálních dilemat a otázek, které bychom měli vyřešit dřív, než podnikneme nějaký unáhlený krok. Může nás sice uklidňovat, že většina západních států má otázky související s genetickou modifikací organismů, neřkuli člověka, ošetřené přísnými zákony, potíž ale spočívá v tom, že například Čína si ze západních úmluv a moratorií příliš nedělá, o čemž svědčí i časté informace o velice sporných a leckdy i poměrně mrazivých počinech tamějších vědců.

Monumentální dílo
To je jen velmi stručný nástin toho, o čem Gen ve vší obsáhlosti pojednává. I přestože jde o témata složitá a pro leckoho nepochybně i trochu nezáživná, je až s podivem, jak čtivě a srozumitelně je autor dokázal zpracovat. Vzhledem k chronologickému pojetí mohou čtenáři snadno sledovat vývoj celého oboru a objevovat vztahy nejen mezi vylíčenými objevy, závěry či zjištěními, ale rovněž mezi jednotlivými protagonisty. Mukherjee v žádném případě neklouže po povrchu. Jeho text je od začátku do konce velmi podrobnou a vyčerpávající studií o vývoji konceptu genu a jeho roli ve vědě i společnosti. Díky tomuto pojetí navíc nehrozí, že by knížka časem nějak výrazněji zastarávala, neboť co se týče období 1865–2001, které v naprosté většině případů obsahuje holá historická fakta, dalo by říct, že jen těžko může být překonána (leda ještě podrobnější studií, která by však byla pro většinu smrtelníků asi už nečitelná). Zaujme také fakt, že téma knihy je i pro samotného autora poměrně osobní, jak naznačují textem se proplétající příběhy o jeho vlastní rodině, v níž se vyskytlo hned několik dědičných duševních chorob. Hrozí tak, že podobná choroba by mohla v budoucnu propuknout třeba i u něj samotného či u jeho dětí, což knize dodává nový rozměr.

Po přečtení Genu v zásadě nezbývá, než vyjádřit autorovi slova obdivu za nepředstavitelnou pečlivost a energii, jež musel při práci na tak monumentálním díle vynaložit, nemluvě o tom, že dokázal takto rozsáhlý a komplikovaný příběh skvěle logicky provázat, aniž by se uchyloval ke zbytečnému opakování. Co se českého vydání týče, nelze nevyzdvihnout překlad, o nějž se postaral (stejně jako v případě předešlé autorovy knihy) profesor Jan Šmarda z brněnské Masarykovy univerzity, který je spolu s odbornými recenzenty svazku zárukou terminologické přesnosti i kvality. Gen je opravdu fascinující výpravou do historie zkoumání genetiky a dědičnosti a zároveň i rafinovanou učebnicí, která čtenáři pomůže najít odpovědi na mnohé palčivé otázky.

 

© Pavel Pecháček

Ohodnoťte knihu

0%

Hlasovalo 12 čtenářů.

Diskuse

Vložil: Míša, 02.06.2019 10:02
Mukherjee, Siddhartha: Gen
Nádherná obálka (což je u "univerzitních" publikací spíše výjimkou); asi si knížku koupím jenom kvůli ní.
Vložit nový příspěvek do diskuse
Vaše jméno:
E-mail:
Text příspěvku:
Kontrolní otázka: Kolik je prstů na jedné ruce
Kontrolní otázka slouží k ochraně proti vkládání diskusních příspěvků roboty.

Více k článku

související články

90%autor článku   58%čtenáři

zhlédnuto 549x

katalogy

Koupit knihu

štítky k článku

Inzerce
Inzerce
Inzerce