Umělá buňka může léčit, ale i zabíjet. Sama přírodě neuškodí

  16:00aktualizováno  16:00
Tým vědců kolem uznávaného biologa Craiga Ventera oživil buňku řízenou syntetickou DNA. Odborníci mluví o přelomu, který lidstvo dovede k novým lékům a jiným užitečným látkám. Hovoří se však i o hrozbách a možnosti zneužití například pro výrobu nových smrtících virů.

Oživená buňka JCVI-syn1 se syntetickým DNA. | foto: JCVI.org

Historický pokus byl světu oznámen ve čtvrtek prostřednictvím časopisu Science. Craig Venter a jeho kolegové oživili bakteriální buňku, která je řízena umělou DNA. Použitá DNA má přitom unikátní kód a nepatří žádné známé živé substanci. Více v tomto článku.

Kromě veskrze pozitivních ohlasů zaznívají i varování.

Například Helen Wallaceová z britské organizace monitorující genetické technologie Genewatch řekla, že vypustíme-li do prostředí nové organismy, můžeme napáchat víc škody než užitku. "Vypustíte je do kontaminovaných oblastí s úmyslem, že je vyčistíte, ale ve skutečnosti vypouštíte další formu znečištění. Netušíme, jak se takové organismy budou v prostředí chovat," varuje.

Přední český biochemik a bývalý předseda Akademie věd České republiky Václav Pačes takové nebezpečí ve Venterově pokusu nespatřuje. Ačkoliv to není vzhledem k bezpečnostním opatřením pravděpodobné, v případě, že by umělá buňka unikla do volné přírody, nebezpečí by stejně nehrozilo. "V případě Venterovy konstrukce by se nestalo vůbec nic, protože syntetický genom je v podstatě kopií přirozeného genomu," vysvětluje Pačes.

"Riziko u tohoto nově vzniklého kmene je malé, velmi podobné rizikům původního bakteriálního kmene. Riziko u dalších organismů, které jistě vzniknou, bude záviset na designu takového genomu, který bude významně odlišný od stávajících druhů. To nelze jednoduše předpokládat a bude to muset být velmi pečlivě hodnoceno, především na základě experimentů," dodává Tomáš Stopka, molekulární biolog a lékař.

Originál článku z časopisu Science

pouze v angličtině

Je to přelom, ale výsledků se dočkáme až za desítky let

Vědci se shodují, že je to přelomový pokus, který může přinést lidstvu mnoho. Než se však dočkáme nových léčiv nebo třeba účinných látek na čištění půdy a vody, uplyne řada let. "Myslím, že k praktickému využití těchto nových přístupů máme ještě nějaké to desetiletí," dodává Pačes.

"Prvořadé bude medicínské využití či využití v zemědělství. Ale je pravděpodobné, že dojde k využití i v jiných oborech," upřesňuje přínos pro lidstvo Stopka.

Zneužít se to dá. Stejně jako nůž na chleba

Kompletní rozhovor s Václavem Pačesem a Tomášem Stopkou.

Václav Pačes

biochemik

Předseda Akademie věd ČR Václav PačesProf. RNDr. Václav Pačes, DrSc., narozen 2. února 1942 v Praze, je český biochemik a předseda Akademie věd České republiky v letech 2005 až 2009.

V Ústavu molekulární genetiky Akademie věd České republiky studuje strukturu genomů.

Dá se o úspěchu Craiga Ventera a jeho týmu skutečně hovořit jako o vytvoření umělého života?

Václav Pačes: Ne tak docela. Oni chemicky syntetizovali genom bakterie a vsunuli ho do jiného druhu bakterie, z které předem odstranili její dědičnou informaci. Tato recipientní bakterie se po odstranění dědičné informace stala neživotaschopnou a po vsunutí syntetické dědičné informace ožila a začala se množit.

Tomáš Stopka: Objev publikovaný Dr. Gibsonem a kolektivem ukazuje, že lze vytvořit uměle genetickou informaci a z ní celý organismus. V tomto případě se jednalo o znovuvytvoření bakterie Mycoplasma genitalium.
Ano, lze hovořit o umělém vytvoření života, který se chová podobně jako jeho vzor. Jedná se o přípravu kompletní genetické informace (genomu) a její rozmnožení v kvasnicích, a to nikoli metodou částečné modifikace genomu, ale metodou jeho nového vytvoření. Co více, obsahuje některé nové modifikace, které vlastnosti původního bakteriálního kmene záměrně mění, například rychlost růstu.

Tomáš Stopka

lékař a biolog

MUDr. Tomáš Stopka PhDMUDr. Tomáš Stopka, Ph.D., narozen 1. března 1971, je molekulární biolog a lékař.

V Ústavu patologické fyziologie 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy studuje strukturu genů a jejich regulaci u nádorů a leukemie.

Co může stvoření syntetické buňky lidstvu přinést a jak rychle lze nějaký konkrétní přínos očekávat?
Václav Pačes:
Je to hodně zlomová práce, protože otevírá cestu ke skutečnému plánování, co která buňka má dělat: degradovat cizorodé látky z půdy a vody, syntetizovat nové sloučeniny, třeba léčiva a podobně. K tomu je ale ještě dlouhá cesta. Vzniká nový obor, tzv syntetická biologie, kde se tento přístup kombinuje s dalšími technikami genového inženýrství. Myslím, že k praktickému využití těchto nových přístupů máme ještě nějaké to desetiletí.

Tomáš Stopka: Předně se rozvíjí nový obor, syntetická genomika. Podle publikovaných údajů tento experiment stál asi 40 milionů dolarů, nicméně je předpokládán, podobně jako v případě globálních sekvenčních metod, rapidní pokles finanční náročnosti. Je možné očekávat rozvoj základního výzkumu v tomto oboru a následně, pokud bude společnost připravena, i eventuelní aplikované projekty, jistě pod přísnou kontrolou veřejnosti.

Můžeme očekávat, že Venterův postup povede například k možnosti "pěstování" náhradních tkání lidských orgánů konkrétních jedinců?
Václav Pačes:
Myslím, že tento konkrétní výsledek ne. To spíš bude předmětem jiných přístupů, zejména buněčné biologie a práce s kmenovými buňkami.

Tomáš Stopka: Ano, medicinské využití či využití v zemědělství bude asi prvořadé. Ale je pravděpodobné, že dojde k využití i v jiných oborech.

Dá se použitý postup zneužít například při výrobě biologických zbraní?
Václav Pačes:
Dalo by se to zneužít, například přípravou nových smrtelných virů. Ale zneužít se dá všechno, nožem si můžete ukrojit chleba a také s ním můžete někoho zabít. Je třeba dobrá legislativa, ale v této chvíli metody syntetické biologie jsou doménou jen několika laboratoří na světě. Tento výzkum je velmi nákladný a náročný na ty nejkvalitnější odborníky.

Tomáš Stopka: Zneužít se dá prakticky cokoli, je nutná kontrola a především veřejná diskuse.

Uměle vytvořené buňky JCVI-syn1

Uměle vytvořené buňky JCVI-syn1

Riziko? Bezpečnostní řád stojí na znalosti stávajících druhů

Dá se odhadnout, co by se stalo, kdyby se syntetická buňka dostala do volné přírody?
Václav Pačes:
V případě Venterovy konstrukce by se nestalo vůbec nic, protože syntetický genom je v podstatě kopií přirozeného genomu.

Tomáš Stopka: Riziko tohoto nově vzniklého kmene je malé, velmi podobné rizikům původního bakteriálního kmene. Riziko u dalších organismů, které jistě vzniknou, bude záviset na designu takového genomu, který bude významně odlišný od stávajících druhů. To nelze jednoduše předpokládat a bude to muset být velmi pečlivě hodnoceno, ale především na základě experimentů.

Tvůrci umělého života J. Craig Venter, Ph.D. a Hamilton O. Smith, M.D.

Tvůrci umělého buňky J. Craig Venter, Ph.D. a Hamilton O. Smith, M.D.

V souvislosti s předchozí otázkou: Jaká jsou v laboratořích, kde podobné pokusy probíhají, bezpečnostní opatření?
Václav Pačes:
Daleko striktnější bezpečnostní regule jsou například v laboratořích, kde se pracuje s viry, např. s HIV. Pro práci se syntetickými genomy bakterií není třeba žádných náročných bezpečnostních bariér. Záleží samozřejmě na tom, o jaký genom se jedná. Bude-li se někdy v budoucnu syntetizovat genom patogenní bakterie, tak je třeba použít bezpečnostní kritéria pro tuto bakterii. Ta jsou dnes už dobře definovaná a zaběhlá.

Tomáš Stopka: Bezpečnostní opatření současných rizik jsou vytvořena na základě znalosti stávajících druhů, například je známé, jaké riziko představují retroviry, a podle toho je vytvořen i laboratorní řád. Nové druhy bude potřeba zkoumat i z hlediska rizika úniku do volné přírody.

Laik si pod souslovím umělý život pravděpodobně představí nějakou příšerku nebo dokonce bytost podobnou člověku. Jak moc lidstvo nakročilo tímto pokusem k něčemu takovému? Nakročilo-li vůbec tímto směrem?
Václav Pačes:
Ne ne, to se vůbec nechystá, zatím to možné není.

Tomáš Stopka: Ano, nakročilo tímto směrem. Pokus Dr. Gibsona je označován jako transplantace genomu: nejprve došlo k vytvoření umělého genomu transplantátu (nové bakterie, M. mycoides), který byl následně vložen do příbuzného organismu (M.cypricolum). Následně došlo k výměně všech bílkovin nového organismu podle plánu nového genomu. Takže nový kmen již nevykazoval žádné známky toho původního. Tím došlo k potvrzení principu, takže následovat budou již experimenty podobné tomuto, třeba s vyššími organismy.

Autor:

Mohlo by vás zajímat: Černobyl

Černobylská havárie se stala 26. dubna 1986 v černobylské jaderné elektrárně na Ukrajině (tehdy část Sovětského svazu). Vzpomínka na tragédii v těchto dnech oživila televizní minisérie Černobyl.

Téma Černobyl v článcích Technet.cz:
Brzda místo plynu a plyn místo brzdy. To byl Černobyl
Havárie neskončí před rokem 2065. Černobyl polyká tuny vody a miliardy eur
Výbuch roztavil beton a tisícitunový poklop létal vzduchem. Černobyl 1986

Nejčtenější

Scéna jako z hororu. Na střeše mrakodrapu vrtule rozsekala cestující

Havárie vrtulníku N619PA na střeše budovy PAN AM 16.5. 1977

Části zdeformované vrtule se do ulic New Yorku řítily jako smrtící neřízené projektily. Vrtulník společnosti New York...

Třímachový zabiják letadlových lodí Suchoj T-4 byl velkým žroutem rublů

Suchoj T-4

Historie letectví se pozoruhodnými stroji jenom hemží. Jedním takovým byl i sovětský bombardér Suchoj T-4. Vznikl pouze...

Osudový omyl. První a poslední přistání proudového letadla v Olomouci

MiG-21F trupového čísla 0618 s nímž v Olomouci tragicky havaroval kadet Omran...

Bylo mu 23 let, když se u Přerova učil létat na vysoce výkonném letounu Mig-21F. Podcenil však zadání úkolu a při...

Kilogram má novou definici. Jeho fyzická podoba ztratila 50 mikrogramů

Kopie originálu kilogram z Paříže v americké laboratoři Sandia. Podobné vzory

Od 20. května začala platit nová definice kilogramu. Ta již nebude mít fyzickou podobu, ale bude odvozená od pevné...

Jarní aktualizace Windows 10 je ke stažení. Microsoft se moc nepředvedl

Světlý motiv v jarní verzi Windows 10  2019

Microsoft uvolnil ke stažení velkou jarní aktualizaci Windows 10. Nečekejte však žádné velké změny. Většina se odehrála...

Další z rubriky

Z takových kostiček stavěli nacisté jaderný reaktor. A mohl fungovat

Uranová kostka, která se v roce 2013 objevila na Marylandské univerzitě.

Nečekaný „dárek“ z dob německého jaderného programu znovu ukazuje, co chybělo Němcům k sestrojení vlastního funkčního...

Třetí náraz byl osudný, prorazil nádrže. Pilot suchoje byl „slepý a hluchý“

Ohořelý trup letadla Suchoj SSJ100 poté, co požár udusili pěnou hasiči na...

Na začátku tragické nehody letu SU-1492 společnosti Aeroflot byl úder blesku. Je velmi neobvyklé, že má v letectví...

Poslední vrtulník. Začíná předehra zcela zapomenuté letecké tragédie

Reklama NYA zvoucí k cestování v proudové době

Byla to budova, kterou by někteří obyvatelé New Yorku nejraději hned po dokončení nechali zdemolovat. Místní bar s...

Akční letáky
Akční letáky

Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!

Najdete na iDNES.cz