V Evropě podléhají biotechnologie tuhé regulaci. Některé, jako např. klonování hospodářských zvířat, jsou rovnou zakázány. Jiné, například genetické modifikace, jsou omezeny přísnými regulacemi. Často se tak děje s odůvodněním, že jde o zcela nepřirozené procesy, ke kterým v přírodě nedochází. Nejnověji zaznívají tyto argumenty v diskusi o tzv. nových genomických technikách.
Patří k nim třeba technologie CRISPR-Cas9, která vynesla v roce 2020 Nobelovu cenu za chemii Američance Jennifer Doudnaové a Francouzce Emmanuelle Charpentierové. CRISPR-Cas9 dovoluje přesně zacílený zásah do dědičné informace nejrůznějších organismů.
Zatímco svět tuto technologii stále více využívá, v Evropě je od roku 2018 přísně regulována a to dokonce i v případě, že je jejím výsledkem stejná změna dědičné informace, jaká nastává i v důsledku spontánní (a tedy ryze přírodní) mutace. Žádný genetik neodliší přírodní mutaci od zásahu technologií CRISPR-Cas9.
Pokud by tedy někdo tento zásah do DNA organismu zatajil a tvrdil například, že v jím prodávané odrůdě zemědělské plodiny ke změně došlo „samo“ čistě přírodními procesy, nelze ho usvědčit ze lži a potrestat. Nabízí se proto otázka, k čemu je přísná regulace takových zásahů do DNA dobrá, když ji nikdo nedokáže kontrolovat a vynutit si její dodržování.
Na obě nohy kulhá i argument, že v přírodě se přenosy genů nedějí. Názorný příklad nyní představili japonští vědci z univerzity v Nagoji. Tým vedený Atsuem Iidou jasně demonstroval, že přenos genů mezi různými organismy zprostředkovává paúhoř elektrický. Jejich studii zveřejnil vědecký časopis PeerJ.
Pokračování 2 / 3
Genetická modifikace paúhořem
Paúhoř elektrický loví kořist pomocí elektrických výbojů o napětí až 500 V a některé druhy vyvíjejí napětí až 850 V. Paúhoři mohou prohnout tělo do podkovy a výboje generovat i ocasem. Pak vytvářejí dvakrát vyšší napětí, takže nelze vyloučit, že se síla jejich výbojů blíží ke 2000 V.
Atsuo Iida si uvědomil, že tak silný elektrický výboj naruší buněčné membrány a vytvoří v nich póry. Těmi mohou z buněk unikat do okolí i poměrně velké polární molekuly a stejně tak mohou velké polární molekuly vstupovat z okolí buněk do jejich nitra. Platí to i o molekulách DNA.
Genoví inženýři využívají tohoto biofyzikálního fenoménu označovaného jako elektroporace k vnášení cizorodé dědičné informace do genomu nejrůznějších organismů. Může k něčemu takovému docházet i ve vodách jihoamerických řek, kde žijí a loví paúhoři električtí a jim příbuzné ryby?
DNA je k tomu ve vodních tocích Amazonie k dispozici dost. Brazilští vědci jí tam zjistili v koncentracích až 22,90 nanogramů DNA na mikrolitr říční vody. Tato tzv. environmentální DNA (eDNA) pochází z nejrůznějších organismů. Uvolňuje se z uhynulých bakterií, rostlinných i živočišných buněk.
Iida a jeho spolupracovníci se rozhodli ověřit schopnosti paúhoře elektrického v roli přírodního genového inženýra v laboratorních podmínkách. Rybu umístili do akvária a nabídli jí živou návnadu. Zároveň umístili do akvária plůdek akvarijní rybky dánia pruhovaného v nádobce s roztokem DNA.
Ta kódovala zeleně fluoreskující protein a připojené regulační sekvence zajišťovaly aktivitu genu v jakémkoli typu buněk těla. Paúhoř zaútočil na kořist výbojem o napětí 250 V. To není na paúhoře zrovna špičkový výkon. Ale i tak se u 5 % dánií objevily buňky, které zeleně fluoreskovaly.
To dokazuje, že se geny dostaly z vody do buněk akvarijních rybek. Vědci ještě testovali, jestli paúhoř vnese dědičnou informaci do genomu bakterií, ale tam neuspěli, protože pro elektroporaci bakterií je zapotřebí napětí asi 500 V.
Elektrické výboje paúhoře nemají pro elektroporaci ty nejlepší parametry. Zdaleka nejde jen o napětí, ale i o průběh samotného impulsu, např. zda dochází k vzestupu napětí skokem nebo pozvolna. I tak se ale tyto elektrické ryby ukázaly jako velmi zdatní genetičtí inženýři. A je třeba znovu podtrhnout, že k přenosu genů docházelo ryze přírodním procesem.
„Električtí úhoři a další organismy, které vyrábějí elektřinu, by mohly navozovat genetické modifikace v přírodě,“ shrnuje závěry studie Atsuo Iida.
Pokračování 3 / 3
Genová burza
Už dříve vědci zjistili, že k přirozené elektroporaci může docházet v půdě vystavené výbojům blesků. Horizontální přenos genů je i bez elektrických výbojů možný mezi bakteriemi, které si tak mohou předávat geny pro rezistenci k antibiotikům. Až do relativně nedávné doby ale nebyl znám horizontální přenos genů mezi mnohobuněčnými organismy.
To už dneska neplatí. Byl prokázán například přenos genů mezi želvuškami a houbami. Hmyzí škůdci ze skupiny molic získali horizontálním transferem geny hostitelských rostlin a jsou díky tomu odolné vůči obranným mechanismům rostlin. Oči živočichů se zřejmě vyvíjely s přispěním genů pocházejících z bakterií.
Japonský pokus samozřejmě přenos genů prostřednictvím elektrických úhořů ve volné přírodě přímo neprokázal. Je ale krajně nepravděpodobné, že k němu nedochází. Vzhledem k napětí výbojů velkých paúhořů to bude zřejmě snazší než Iidově laboratoři.
Živočichů schopných generovat tak silné elektrické výboje je ale málo, a tak nebude přenos genů tímto způsobem v přírodě nějak masově rozšířený. Jde nicméně o další přirozenou cestu, kterou může horizontální přenos genů u zvířat probíhat.
Tvrdá evropská regulace editace genomu pomocí CRISPR-Cas9 se zdá ve světle japonského objevu ještě bizarnější než dříve. Zatímco genový inženýr v řadě případů jen způsobí mutaci na přesně vybraném místě, paúhoř míchá dohromady dědičnou informaci různých organismů. V České republice máme i veřejně přístupná akvária, kde paúhoře elektrické chovají. Stejně tak bychom je našli i v dalších evropských zemích.
Každý z úhořů každým svým elektrickým impulsem porušuje příslušné evropské směrnice, protože pod vlivem jeho elektrického výboje může docházet třeba k zabudování DNA z bakterií vyskytujících se ve vodě do rostlin, které v akváriu rostou. O přenosu do živých bakterií nemluvě. Kdyby dělali něco podobného bez příslušných povolení genoví inženýři, hrozila by jim v České republice pokuta ve výši 5 000 000 Kč.
Tento článek je součástí balíčku PREMIUM+
Odemkněte si exkluzivní obsah a videa bez reklam na devíti webech.
Chci Premium a Živě.cz bez reklam
Od 41 Kč měsíčně