Převzato z časopisu ochránců přírody VERONICA ročník 1999, číslo 4 se souhlasem redakce [X1] a autora článku.

Biotechnologie dosáhly značného rozvoje a svým významem se řadí mezi klíčové technologie příštího století. Termín "biotechnologie" je relativně nový, ale obsah je starý, má několikatisíciletou tradici. Je to pojem obecný pro všechny procesy, na nichž se podílejí živé organismy od jednobuněčných počínaje (bakterie, kvasinky) až po nejvýše vyvinuté organismy. Jsou využívány například ve vinařství, pivovarnictví, potravinářském průmyslu, mlékárenství, v poslední době při výrobě některých léků, hormonů, vitamínů, antibiotik atd. Na konci tohoto výčtu je genetická technologie, což v biologii je nový fenomén. Pro ochránce přírody je to výzva a nový program činnosti.
 

Poněvadž v minulých desetiletích jsme u nás neměli dostatečný přístup k informacím o rozvoji genetiky jako vědy - genetika byla u nás spíše tabu, jelikož z hlediska tehdejší ideologie bylo nám prezentováno jako jediné a vědecky správné pseudoučení Lysenka a Mičurina - nebude ke škodě zopakovat si stručně, jaký byl vývoj genetiky od Mendela po současnost.

Zakladatelem nové biologické disciplíny - genetiky - je Jan Gregor Mendel (1822-1884), mnich kláštera ve Starém Brně, kde dodnes jsou zachovány základy skleníků, v nichž prováděl experimenty na hrachu s rozdílnými barvami květů. Začátek genetiky je datován rokem 1865, kdy publikoval výsledky svých experimentů ve studii O původu druhů (Über den Ursprung der Arten). O čtyři roky později, v roce 1869, basilejský chemik Friedrich Miescher prokázal ve spermiích lososa kromě vody, cukru, bílkoviny a tuku, další látku, kterou nazval jadernou substancí. Teprve až na přelomu století, v roce 1900, potvrdili na sobě nezávisle tři botanici Mendelovy objevy o dědičnosti znaků: Holanďan Hugo de Vries, Němec Carl Correns a Rakušan Erich von Tschermak.

Mendelova teorie měla i odpůrce, patřil k nim Američan Thomas Hunt Morgan, ten však názor změnil, neboť dědičnost znaků potvrdil svými experimenty na banánových muškách [Drosophila] - navíc, vlákna v buněčném jádru viditelná mikroskopem - chromozomy považoval za nositele dědičnosti (1910).

Po delší přestávce, až v roce 1944, objevil Američan Oswald Avery se spolupracovníky chemickou skladbu dědičné materie u bakterií - kyselinu deoxyribonukleovou (DNA). V roce 1953 Američan James Watson a Brit Francis Crick dešifrovali strukturu DNA: její molekuly jsou polynukleotidy mající tvar dvojité šroubovice.

Možnost technicky zasahovat do genetických zákonů umožnil objev enzymu švýcarským biologem Wernerem Arberem (r. 1962). Enzym může dědičnou hmotu na určitých místech "stříhat", což je nezbytné pro dokonalou a precizní manipulaci s DNA. Byly tedy poznány fyziologické základy dědičnosti, genetický kód, genetická informace. Skladba a funkce genetické informace ve svém principu je v celé živé přírodě stejná, jak v říši živočišné, tak rostlinné.

Autorem první hypotézy o praktickém využití genetické technologie je pravděpodobně Američan Pau Berg (r. 1971), zatím k tomu chyběly patřičné metodiky. O dva roky později (r. 1973) to byli opět američtí výzkumníci, tentokrát Stanley Cohen a Herbert Boyer, kteří uskutečnili první experiment cestou genové manipulace: izolovali jeden gen ze žáby a ten přenesli do genetického materiálu jedné bakterie, která tento gen začala rozmnožovat, jako by jí byl vlastní. Všichni tři uvedení výzkumníci spolu s dalšími zvažovali možná rizika plynoucí z genových manipulací. Proto byla v roce 1974 svolána první konference k tomuto tématu. Na ní došlo ke konfrontaci dvou názorových skupin - příznivci genetické technologie odmítali omezení, zatímco jiní vědečtí pracovníci požadovali záruky k vyloučení možných rizik. V roce 1975 vydal americký Národní institut pro zdraví (National Institutes of Health, NIH) první směrnice pro užívání genetické technologie, původně platné jen pro výzkumníky NIH. Směrnice převzala pracoviště i v jiných zemích.

V další etapě vývoje šlo o to, jak dešifrovat genetickou informaci, aby bylo možné studovat geny detailně. Koncem sedmdesátých let vyvinuli nezávisle na sobě Američan Walter Gilbert a Brit Fred Sanger rozdílné metody dešifrování, v současnosti je Sangerova metoda nejrozšířenější. Konečně roku 1983 K.B. Mullis (USA) vypracoval metodu zvanou "polymerázová řetězová reakce" (Polymerase Chain Reaction, PCR), která podstatně ulehčuje dešifrování genomu (genom = množství DNA, které nese kompletní genetickou informaci). V roce 1988 byl zřízen "projekt lidského genomu" (the Human Genome Project), jeho úkolem je dešifrovat do roku 2001 na tři miliardy genových stavebních kamenů u 23 chromozomů. Organizačně a technicky nesporně náročná činnost byla přidělena různým výzkumným pracovištím.
 

Biotechnologické procesy existují jako normální přirozený jev člověkem od pradávna využívaný. Poznání genetiky, její podstaty, genetického kódu, genetické informace ovšem inspiruje biology ke spekulacím, jak tento pro vědu nový fenomén využít ve prospěch člověka. Aplikace genetických technologií v praxi a jejich výsledky jsou z hlediska vědeckého vynikající a pozoruhodné, současně však nastolují možnost vzniku nových rizik. Genetická technologie (zkráceně genotechnologie) umožňuje izolovat geny z genomu libovolného živého organismu nebo viru za účelem jejich dešifrování a množení. Dědičná substance může být cíleně změněna a takto "propašována" do buněk jiného živého organismu nebo viru. Veřejnost projevuje největší zájem o genotechnologie v medicíně, kde již v některých zemích je přijímána jako samozřejmost, s výhradami, že nebudou poškozeny etické aspekty. Jedna z forem genotechnologie je klonování, což je reprodukce geneticky identických jedinců.

Prvním živým tvorem, který takto přišel na svět, je ovce Dolly (v roce 1997). Klonování u člověka je zakázáno. Při umělém oplodnění (tzv. "dítě ze zkumavky") jde o asistovanou reprodukci, nikoli o genotechnologii. Pokud je učiněn zásah do genetické informace zárodečných buněk (nebo embrya) třeba za účelem přenosu požadovaných vlastností či znaků na plod, jedná se o genotechnologii. Výroba některých léků, vitaminů, hormonů a dalších výrobků farmaceutického průmyslu je ve světě běžná. Ke genotechnologii patří i tzv. transgenová (transgenozní) zvířata. Jejich genetická informace je cíleně (účelově) pozměněna tak, aby mohla sloužit při výzkumu nových léků a taktéž jako modely pro studium některých onemocnění (např. zhoubných nádorů, Alzheimerovy choroby a dalších). V blízké budoucnosti se počítá s transgenovými zvířaty jako zdrojem orgánů k transplantaci u člověka. Vhodným dárcem orgánů při této xenotransplantaci má být prase.

V oborech jako kriminalistika a soudní lékařství, je genová analýza exaktní metodou. V rostlinné říši má genotechnologie uplatnění v zemědělství (transgenové plodiny), při ochraně před škůdci, dále při pěstování brambor, sóji, tabáku, ke zlepšení vlastností plodin co do chuti, trvanlivosti, atd. Udává se, že genotechnologie je uplatňována asi u 60 plodin. Dlužno uvést, že v některých zemích odmítají konzumenti takto vyprodukované plodiny kupovat. Jelikož genetická informace je ve svém principu v celé živé přírodě stejná, nabízí se, zatím teoreticky, výroba živočišné bílkoviny rostlinami.
 

Genotechnologie mají svoje hranice, etika zde hraje také důležitou roli nejen ve vztahu ke člověku, ale i ke zneužívání zvířat.

Už dnes genová technologie toho může dosti, v budoucnosti zřejmě ještě více. Zda vědečtí pracovníci dodrží přírodou a etikou dané limity, nebo je bezohledně překročí, nelze v současnosti posoudit. Jsou nebo nejsou oprávněné obavy ze zneužití? Z hlediska vědeckého bylo již dosaženo fascinujících výsledků.

Existuje něco, co genotechnologie nemůže (alespoň dosud)? - nemůže vytvořit od základů život a živé organismy, - nemůže vyvinout zcela nové geny, - nelze přesně předpovědět, co cizí gen v novém organismu může ovlivnit.

Prof. MVDr. Jaroslav Surynek, DrSc., Brno

Příspěvek napsán k 50.výročí aktivní činnosti Švýcarské společnosti na ochranu zvířat - Schweizerische Gesselschaft für Tierschutz (1949-99)

Literatura autora článku:

[1] Burckhardt Ch.- Rupf R.: Gentechnik und Gesundheit. Pharma Information, Basel, 1996.

[2] Jech K.,: Člověk a genové inženýrství. Veronica, 1999, č. 2.

[3] Siegenthaler W.: Klinische Pathophysiologie. 5. vyd., Georg Thieme Verl. Stuttgart-New York, 1982.

Literatura a odkazy:

[X1] VERONICA. časopis ochránců přírody. Redakce časopisu VERONICA, pošt. př. 91, 601 91 Brno 1.

časopis o přírodě, vědě a civilizaci