V posledních letech se (hlavně díky aktivitě soukromých dárců) slibně rozjíždí výzkum v oblasti boje proti tropickým nemocem, které věda dlouho zanedbávala. Řada nových iniciativ má namířeno především na malárii, která v roce 2009 zabila na světě zhruba 800 tisíc lidí a milionům dalších ničila a ničí zdraví.
Cílem bojovníků proti této nemoci je především její hlavní dopravní prostředek - komáři. Díky nim se pak šíří původce nemoci, parazitní prvok zimnička (Plasmodium). Kdyby nebylo komárů nebo komáři zimničky nepřenášeli, byl by problém s malárií vyřešen.
O první způsob se lidé pokoušejí už řadu let. Komáry se ovšem úplně vyhubit nikde nepodařilo, i když sítě, insekticidy a další prostředky mohou počet nakažených výrazně snížit.
GM komáři dvakrát jinakModifikovaní komáři už byli nasazeni při praktických polních pokusech, jak jsme informovali. A každý experiment má jinou strategii. Firma Oxitec vypěstovala v líhni modifikované sterilní samce a vypustila je do přírody. GM komáři připravili mnoho plodných samců o možnost páření a příští generace byla tedy méně početná. Přístup vyžaduje pravidelné "dodávání" GM komárů do přírody. Když GM samci vychcípají, populace komárů se postupně obnoví. Ale při velké snaze a dostatku financí by časem mělo být možné vyhubit všechny komáry v místě. Nový přístup stavy komárů neredukuje. Geny "vypuštěné" do přírody, by neměly snižovat schopnost přežití. Jinak se budou šířit těžko. Komárů (a poštípaných) tedy neubude. Ale komáři budou mít v těle méně zimniček, a tak ubude případů přenosu nemoci na člověka. |
Druhý způsob, tedy odnaučit komáry přenášet zimničky, se zdál donedávna nemožný. Ale technologie genetických modifikací to změnila. Různé vědecké týmy už objevily několik genů, se kterými se dá "pohrát" tak, že schopnost komárů přenášet parazity výrazně klesne.
Hodní hoši zlé nepřeperou. Ledaže by byli sobci...
Ale co s takovými komáry dál? Pokud jich v zajetí nevychováte miliardy a miliardy, rychle se ztratí v hejnech "volných" komárů jako kapka v moři. (Pokud tedy nechceme vypouštět nějaké "nadkomáry", kteří do vínku dostanou ještě nějaké vlastnosti poskytující jim velkou výhodu. Ale kdo by to riskoval...)
Naštěstí ale genetika není tak jednoduchá záležitost, aby se v ní nenašla nějaká pro nás výhodná "zkratka". Jednu představují v posledním čísle časopisu Nature vědci z londýnské Imperial College vedení Andreem Crisantim a Austinem Burtem.
Ve svých pokusech našli zřejmě mechanismus, jak s pomocí poměrně malého množství lidmi podstrčených genetických trojských koní odnaučit divoké komáry přenášení malárie. Využívají k tomu "sobectví" genů. I těch, které komáry učí přenášet zimničky.
Každý gen na vlastní pěst
Tým pracoval s komárem Anopheles gambiae, který je suverénně nejdůležitějším šiřitelem malárie. Vědci do jeho DNA vložili gen, který se jinak vyskytuje u některých hub, rostlin a bakterií. Jde o gen zcela neužitečný: jeho hlavní předností je, že umí kopírovat sám sebe. Je v podstatě parazitem, který se šíří v genetické informaci po meči, tedy přes samce.
Gen obsahuje informaci, podle které se vytváří enzym schopný rozštípnout DNA. Buňka DNA opraví, ale gen I-Scel se postará, aby "záplata", která na narušeném místě vznikne, byla jeho přesná kopie. Soustředí se především na spermie a usilovně pracuje na tom, aby pokud možno každá z nich obsahovala jeho kopii. Tím si zaručí přežití i do další generace "hostitelů".
Gen I-Scel je živoucím dokladem dnes široce uznávané evoluční teorie, kterou proslavil především biolog Richard Dawkins. Podle ní evoluce neprobíhá mezi jednotlivými živočichy, ale nejlítější boj se odehrává na úrovni jednotlivých genů. Právě ty spolu bojují o to, kdo přežije do budoucna. My jsme tedy jenom "nosiče" (snad ani ne nositelé) hlavních hrdinů evoluce.
Geny využívají různé strategie, které se obvykle pohybují někde mezi spoluprací a rivalitou. Kopírování, jaké předvádí I-Scel, je ale je jedním z nejrychlejších metod šíření sobeckých genů v přírodě, poznamenal pro časopis Science genetik Jason Rasgon.
U komárů se to projevilo. Pokud vědci do klece s komáry vpustili jedno procento komárů s genem I-Scel, o tucet generací později už ho v sobě mělo 60 procent všech zvířat.
Když komáři zhasnou
Jak si vědci ověřili, že gen se skutečně šíří tak rychle? Další genetickou manipulací. Za pomocí běžně používaného genu pro výrobu fluoreskující bílkoviny vytvořili komáry, kteří na modrém světle světélkují slabě zelenou barvou.
Pak mezi ně vypustili komáry s trochu upraveným genem I-Scel. Tento gen "naučili", aby se v pohlavních buňkách uložil místo genu pro tvorbu fluoreskující bílkoviny. Jen tak si mohl zajistit své přetrvání v další generaci komárů. Během pokusů pak stačilo sledovat, jak mezi jednotlivými generacemi ubývá komárů, kteří za vhodných podmínek svítí zelenkavou září.
Zeleně fluoreskující komár vybavený genem GFP
Podle autorů nyní stačí I-Scel pozměnit, aby se zacílil na některý z genů, který ovlivňuje schopnost komárů přenášet zimničky. Může se jednat třeba o gen, který ovlivňuje čichové schopnosti komárů, takže by se zhoršila jejich schopnost najít "kořist", nebo například gen vytvářející bílkovinu, již parazit zimnička využívá, aby pronikla komárovi do těla a jeho imunitní systém ji nezničil.
Cíl není jistý
Přesto úspěch není zaručen, upozorňuje český biolog Jaroslav Petr z Výzkumného ústavu živočišné výroby a vysvětluje: "Genů, jako je I-Scel, existuje sice více, ale každý dokáže štěpit DNA jen v jednom jediném místě. Otázkou je, jestli se podaří najít takový, který zasáhne DNA komára v místě, kde leží informace důležitá pro přenos zimničky."
Možná by se mohlo podařit vytvořit umělý sobecký gen, který bude zacílen rovnou na některý z genů klíčových pro přenos zimničky. V každém případě ale vědce čekají ještě značné technické potíže, jak uznávají i sami autoři práce. "Výzkum teď rozhodně není použitelný v praxi," říká Jaroslav Petr.
Navíc vidí ještě jeden problém. "Musím se ptát, jestli podobný postup v praxi někdo skutečně povolí," říká český biolog. Šíření mutace v přírodě je samovolné a v podstatě neexistuje způsob, jak proces zastavit, kdyby se zjistilo, že má nějaké nežádoucí dopady. "Ty si dnes lze sice těžko představit, ale nelze je předem vyloučit," dodává Jaroslav Petr.
Naopak je jisté, že pití krve komáry neodnaučíte ani metodou genetické manipulace. Prosadit se totiž mohou jenom změny, které výrazně nesnižují šanci svých nositelů na přežití. A sklony k smrti hlady kvůli odporu k přirozené potravě mezi ně nepatří.
