Losos bumbrlíček, ekologické prase, ovce jako továrna na léky - to
jsou některé z produktů biotechnologií
Od bakterií až k opici sahá spektrum tvorů, kterým vědci pozměnili
dědičnou výbavu. Jaké výhody a jaká rizika to přináší?
Také vám připadá, že ryby přibývají na váze příliš pomalu? Chovatelé
lososů v USA a Kanadě ten pocit mají. Uvítali by, kdyby se rybí
potěr měnil v chutné sousto na talíři poněkud rychleji. Společnost
A/F Protein proto vyvinula geneticky upraveného lososa, který
dosáhne tržní velikosti za poloviční dobu. Po osmnácti měsících
života je ˝bumbrlíček˝ pětkrát větší než normální losos. Navíc lépe
hospodaří s potravou, takže chovatel může ušetřit za krmivo. V ostré
mezinárodní konkurenci by si připsal cenné body. Rybí otesánci zatím
žijí v pokusných sádkách na pevnině, odkud nemohou utéci. Pokud ale
firma získá potřebná povolení, začne překotně rostoucí plůdek
prodávat chovatelům, kteří drží lososy v ohrazených silech v ústí
řek či v mořských zátokách. Každoročně odtud unikají desítky tisíc
ryb. V moři se tedy může ocitnout živočich, do jehož dědičné výbavy
odborníci vložili gen pro tvorbu růstového hormonu. Jakou škodu by
napáchal? Vědci se na tom zatím neshodli. Úřady zřejmě povolí pouze
chov neplodných lososů. Firma slibuje, že všichni otesánci budou jen
samice, navíc vybavené třemi sadami chromozomů místo dvou. Takový
tvor se nemůže rozmnožovat, a tedy ani křížit se svými divokými
příbuznými. Jenže neplodnost nelze stoprocentně zaručit. Sterilní
samice se líhnou z jiker vystavených po oplození tepelnému šoku.
Funguje to v naprosté většině případů - ale ne úplně ve všech.
Vyskytne se v masách neplodných otesánků alespoň pár jedinců
schopných rozmnožování? Vsadíte-li, že ano, určitě vyhrajete.
Podle
některých studií může ekologickou rovnováhu v oceánu narušit jediná
plodná ryba, které se podaří utéci dírou v ochranné síti. Část
jejích samčích potomků zdědí gen pro růstový hormon. V okamžiku, kdy
dosáhnou pohlavní zralosti, budou otesánci mnohem větší, než je
obvyklé. To jim poskytne výhodu při rozmnožování. Zplodí hodně
potomstva - jenže úmrtnost transgenních ryb je vysoká. Nastane
podivná situace: jedinci, kteří vyhrávají boj ˝o partnerky˝, dávají
svým potomkům do vínku malou schopnost přežít. Celá populace
divokých ryb může rychle zkolabovat. Většina odborníků nicméně
nastíněnému scénáři nevěří. Zvlášť u lososů. Ti se totiž vytírají v
řekách a na cestě do svých trdlišť překonávají řadu překážek.
Vyžaduje to kaskadérské kousky, při nichž jsou otesánci ve značné
nevýhodě. Firma navíc argumentuje tím, že v době pohlavní zralosti
budou její lososi stejně velcí jako ti volně žijící. Transgenní ryba
totiž rychleji roste, ale v dospělosti větší není. Unikající
otesánci mohou ovšem svým divokým příbuzným ubírat prostředky k
obživě. A to i tehdy, když se nebudou rozmnožovat. V tom vidí
někteří odborníci největší nebezpečí.
Kapr na rýžových polích
V celosvětovém měřítku se vyvíjí nejméně 35 druhů transgenních ryb.
Kvalitním biotechnologickým výzkumem se kupodivu může chlubit Kuba.
Zelenou tu dostala konzumace geneticky upravených tilapií nilských.
Tato sladkovodní ryba z čeledi cichlid měla tu čest být prvním
modifikovaným živočichem na světě, o němž úřady prohlásily: můžete
jej chovat a jíst. Útěky obyčejných, nemodifikovaných tilapií z
uzavřených chovných prostor přitom způsobily v Latinské Americe
nejednu katastrofu. Tato mimořádně přizpůsobivá ryba snadno vytlačí
původní druhy. V Číně zase údajně plují zatopenými rýžovými poli
transgenní kapři. Úřady prý zastávají pragmatické stanovisko:
zakazujte si na Západě genetické modifikace, jak chcete, my musíme
nakrmit více než miliardu lidí. Nemáme čas na rozmýšlení. Mohou tedy
modifikované ryby ohrozit přírodu? ˝Riziko tu určitě je,˝ říká ing.
Jaroslav Petr z Výzkumného ústavu živočišné výroby. Mnohem horší
jsou ale podle něj zločiny, které s genetikou vůbec nesouvisejí:
například znečištěné řeky v Kanadě, v nichž lososi samovolně mění
pohlaví, či vypouštění nepůvodních druhů do moří, jezer a vodních
toků.
Ekologické prase
Jacques, Gordie a Wayne. Tato tři prasátka, narozená předloni a
pojmenovaná po slavných kanadských hokejistech (Plante, Howe,
Gretzky), se stala základem pokusného stádečka takzvaných ekoprasat.
Od běžného vepřového dobytka se ekoprasata liší tím, že umějí lépe
zpracovávat fosfor obsažený v potravě. K čemu je to dobré?
Gigantické farmy, kde jsou zvířata chována po tisících, znečišťují
své okolí. Fosfor obsažený v kejdě se dostává do vodních toků. Ve
výkalech ekoprasat je ale fosforu zhruba o čtvrtinu méně. Chovatelé
by díky tomu mohli chovat na jednom hektaru více zvířat. Jacques,
Gordie a Wayne mají v dědičné výbavě gen pro výrobu enzymu štěpícího
sloučeniny, v nichž je fosfor vázán. Gen pochází z jisté bakterie.
Další část DNA, vložené kanadskými vědci do těchto prasat, byla
převzata z myši. Stejně jako transgenní lososi čekají zatím i
ekoprasata na úřední souhlas. Kanadské orgány by jej mohly udělit do
dvou let. Na rozdíl od lososa modifikovaný pašík jen stěží uteče a
začne ohrožovat své divoké příbuzné, schvalovací proces by tedy mohl
být o něco jednodušší. Lidé žijící v okolí farem si ovšem nestěžují
ani tak na fosfor jako spíš na nesnesitelný zápach. S tímto
problémem se ale vědci možná časem také vypořádají. Nelibá vůně
vzniká hlavně kvůli dusíku v prasečích výkalech. Stačilo by vhodně
zasáhnout do dědičné výbavy vepříků...
Léky z kravína
Ekoprase může leckomu připadat jako kuriozita, kterou ocení v
podstatě jen chovatelé vepřového dobytka. Transgenní zvířata ale
mají mnohem větší význam. Neobejde se bez nich například lékařský
výzkum. Říká se, že lidé jsou vlastně velké myši. Dědičná výbava
obou druhů je natolik podobná, že vědci mohou na myších studovat
různé choroby a zkoušet nové léky. Lze například pozměnit myší geny
tak, aby hlodavec mohl onemocnět AIDS nebo Creutzfeldtovou-Jacobovou
chorobou. Někdy ale myši vědcům přece jen nestačí, badatelé
potřebují tvory ještě o něco bližší člověku. Nedávno se proto
narodil první geneticky pozměněný primát - opice makak rhesus jménem
Andi. Studie prováděné na opicích by časem mohly vnést více světla
například do záhad obestírajících složitější poruchy mozku či
rakovinu prsu. Revoluce nemine také farmakologii. Některá léčiva
dnes vyrábějí bakterie pěstované ve speciálních nádržích. Produkují
třeba inzulin nebo lidský růstový hormon. Konstrukce a provoz nádrže
s mikroorganismy ale stojí miliony dolarů. Bakterie navíc podle ing.
Petra svou práci odvádějí nepořádně. Se savčími geny, které do nich
odborníci vnesli, příliš neumějí pracovat. Vědci proto vkládají
lidské geny do dědičné výbavy hospodářských zvířat - ovcí, koz a
krav. Existuje několik metod, jimiž se to dá udělat. Důležitou roli
hraje klonování: specialisté většinou nejprve vpraví lidskou DNA do
zvířecích buněk a sledují, ve kterých se modifikace ˝ujala˝. Z těch
pak klonují transgenní zvířata. Výsledek je fantastický: drahé a
neefektivní nádrže s bakteriemi může nahradit několik krav či ovcí.
Žádanou látku získáme z jejich mléka. Například krávy nás mohou v
budoucnu zásobovat očkovací látkou proti žloutence. Stranou
nezůstávají ani již zmíněné myši. V jejich tělech vznikají
protilátky schopné bojovat s rakovinnými nádory. Zvířata zastávající
roli továren na léky už existují. Většina zmíněných medikamentů se
ale neocitne na trhu dříve než za deset či patnáct let. Tak dlouho
totiž trvá schvalovací proces. Rychleji to ale zřejmě půjde u
průmyslových aplikací; kanadská firma Nexia Biotechnologies
vytvořila kozy, které dojí v mléce bílkovinu pavoučího vlákna.
Unikátní surovina, z níž lze vyrobit materiály pevnější než ocel,
odolnější než kevral a lehčí než moderní polymery, vstoupí na trh
pod obchodním názvem BioSteel. Použití najde BioSteel například v
letectví, při výrobě neprůstřelných vest či v lékařství - vzniknou z
něj náhradní šlachy, vazy a končetiny.
Časovaná bomba v genech-
Terminátor.
Tak nazývají američtí farmáři gen, který vědci z
Kalifornské univerzity vložili do dědičné výbavy motýla druhu
Pectinophora gossypiella (česky jej lze nazvat obalečem
bavlníkovým). Jeho larvy si s oblibou pochutnávají na bavlníkových
plantážích jihozápadu USA. Cílem operace je populaci motýlů úplně
zdecimovat. Škůdci pronikli do USA až počátkem 20. století (byli sem
dovezeni s bavlnou), nemají zde tedy beztak co pohledávat. Plán boje
vypadá následovně: na bavlníková pole se vypustí modifikovaní
obaleči, aby se pářili s těmi obyčejnými. V genomu svých potomků
přitom zanechají navštívenku v podobě zrádné sekvence, která v další
generaci naruší vývoj vajíček. V laboratoři podávají vědci
modifikovaným škůdcům speciální stravu, která zákeřný gen
zneškodňuje. Terminátor by se měl probudit k životu až na svobodě.
Letos v létě proběhla v Arizoně první fáze testů. Vědci vypustili
hmyz do speciálních klecí a zkoumali, jak úspěšní jsou modifikovaní
škůdci při páření. Pokusní obaleči zatím nemají v dědičné výbavě
přímo terminátor, ale pouze fluorescenční gen z medúzy - značku,
která umožňuje sledovat, jak se vložená část DNA šíří v populaci.
Také ˝projekt terminátor˝ má ovšem svá ekologická rizika. Je
například vhodné se ptát, zda cizí geny nemohou ˝přeskočit˝ na hmyzí
predátory, kteří se obaleči živí.
Jak zvítězit nad malárií
Světélkující značka byla vpravena také do jiných druhů hmyzu.
Například do komára rodu Anopheles, který přenáší malárii. V
budoucnu mu vědci chtějí ˝podstrčit˝ geny, které by anophela učinily
neškodným: nabízí se třeba možnost změnit imunitní systém komára
tak, aby v jeho těle nemohl přežít parazit způsobující obávanou
nemoc. Hledá se také způsob, jak pozměnit čich nebezpečného moskyta.
Komár by pak dával přednost zvířecí krvi před lidskou. Britský
profesor entomologie Chris Curtis ale nabádá k nejvyšší opatrnosti:
než se modifikovaní komáři vypraví do boje, musejí vědci důkladně
prověřit, zda genová úprava nepropůjčila moskytům schopnost přenášet
nebezpečné viry. Tím nejobávanějším je samozřejmě HIV. Odborníci se
shodují, že pokud jde o hospodářská zvířata, přinášejí genetické
modifikace jen malé riziko. U volně žijících živočichů je to však
jiné. Známé ˝dvakrát měř, jednou řež˝ tu platí dvojnásob.
Jak vytvořit neplodného rybího ˝otesánka˝
Odborníci vezmou gen pro růstový hormon z pacifického druhu
lososa chinook (česky losos čaviča). Připojí k němu ˝spínač˝ genu z
ryby nazývané slimule (Zoarces americanus). Připravenou DNA vloží do
bakterií a nechají namnožit.
. Namnožený úsek DNA vpraví do oplozených zárodků lososa obecného.
Z ryb, které se vylíhnou, vyberou ty, u nichž se modifikace
povedla. Po dalších kříženích a selekcích získají jedince, kteří
budou mít gen pro růstový hormon ve všech buňkách. Díky tomu
porostou tyto ryby po celý rok, ne pouze v létě jako normální
lososi. Mohou růst až 10x rychleji.
Odborníci nyní potřebují získat populaci skládající se pouze ze
samic. Vytvoří speciální, tzv. gynogetickou linii ryb, kterou
˝nakrmí˝ hormony. Všechny samice tím změní na samce. Mlíčí (spermie)
těchto samců obsahují samičí chromozomy X. Z vajíček, která oplodní,
se mohou líhnout pouze samice.
Tato oplozená vajíčka jsou vystavena tepelnému nebo tlakovému
šoku. Šok způsobí, že vylíhlé samice budou mít v buňkách tři sady
chromozomů. Kvůli tomu budou neplodné - hovoří se o genetické
sterilizaci.
K čemu se používají geneticky upravená zvířata
kozy pokud mají v dědičné výbavě určitý lidský gen, lze z jejich
mléka získat například monoklonální protilátky (používají se v
diagnostice); gen z pavouka propůjčuje kozám schopnost dojit v mléce
bílkovinu pavoučího vlákna - revoluční konstrukční materiál
prasata s lidskými geny mohla by sloužit jako zdroj orgánů pro
transplantace, vnesené geny slouží k oslabení imunitní reakce;
existuje ale obava z přenosu prasečích virů
hovězí dobytek s lidskými geny produkuje v mléce bílkovinu, která
hraje roli při srážení krve
myši slouží jako modelové organismy pro výzkum nejrůznějších
chorob
ovce s lidskými geny produkují v mléce např. albumin, důležitou
krevní bílkovinu, jíž se nedostává při některých jaterních chorobách
ryby s genem pro růstový hormon přibývají na váze několikrát
rychleji
zdroj: Lidové noviny, 24.11.2001 ,autor: Martin Uhlíř