UŽ KRISPRUJETE…?

Druh Homo sapiens zřejmě co nevidět dosáhne počtu sedm a půl miliardy jedinců. Mladých, starých, zdravých, nemocných – a v řádu cca stovek milionů hladových či alespoň podvyživených. Gaia by z mnoha důvodů uvítala výraznou redukci tohoto počtu, nás ovšem pud i humanita motivují ke snaze lidstvo uživit. Více a lépe. Tedy také napěstovat více a lepších potravin. Sama agrotechnika dosahuje svých limitů. Naději nedávají žádné módní „superpotraviny” či naprostý odklon našich zvyklostí třeba k entomofagii, ač už se na ni Evropa legislativně chystá. Základem toho všeho je nadále šlechtění nových odrůd. Ať technikami klasickými, nebo těmi genově inženýrskými.

Mutageneze, selekce, křížení. Navzájem se doplňující či překrývající základní mechanismy evoluce živých organismů, prokaryotních i eukaryotních, živočišných i rostlinných. Člověk je nevynalezl, pouze v různých modifikacích a kombinacích využívá. A dešifruje jejich roli mimo jiné ve vzniku klíčových plodin, jako jsou kukuřice či pšenice.

Různě vzdálená hybridizace je doménou druhů množících se semeny. Šlechtění těch vegetativně množených bylo donedávna závislé zejména na mutagenezi. Tu spontánní nahradila někdy před půlstoletím mutageneze indukovaná. Svoji krátkodobou slávu zažila různá gamapole, nikoliv nepodobná římským amfiteátrům, v nichž byly kolem centrálního kobaltového zářiče v různých vzdálenostech rozmístěny květináče s pokusnými rostlinami. Celosvětové uznání získal vyřazený zubařský rentgen, s nímž Ing. Bouma z Hrubčic odstartoval éru rodiny hanáckých sladových ječmenů z předka ´Diamant´. V pozdějších letech se pak ve sklenících ÚEB ČSAV zkoumali mutanti banánoví. Vedle různých radiomutantů průběžně vznikali i mnozí v praxi později využívaní chemomutanti. Jedli jsme je a pili bez mediálních tanečků či protestních akcí. Dát je do klatby by mimo jiné znamenalo zlikvidovat celý trh semolinových těstovin, odvozených z mutantní tvrdé pšenice.

Klasickou mutagenezi používali a dodnes používají i nečetní biošlechtitelé. Je to metoda technicky velmi prostá, ale provázená obrovskou mírou výsledkové nejistoty. Pokusník či šlechtitel téměř nemůže ovlivnit, do kterého a kolika genů se svým mutagenem zrovna trefí. Nejčastěji jich zasáhne najednou moc, nadělá i spoustu chromozomových aberací, změní chromozomální počty. Výsledek je pak buď k nepotřebě, nebo následuje dlouhá, často mnohaletá fáze zpětných křížení a selekcí.

Moderní věda však přišla před nedlouhým časem s technologií velmi spolehlivé cílené genové editace. Zprvu u mikroorganismů, o chvíli později i u živočichů a rostlin. Podle jednoho z těchto postupů, známého pod pojmem CRISPR/Cas9, začal celý svět „krisprovat”. Do požadovaného genu se úspěšně trefuje s přesností až 95 %. K radosti těch, kdož molekulární techniky uznávají či vyznávají. Ke zděšení těch, kteří v nich spatřují další kacířství proti dogmatům „přírodního” vývoje, s příslušným nebezpečím pro člověka i tuto planetu.

Mnohaleté odborné, politické, ideologické a etické šarvátky kolem geneticky modifikovaných (GM) rostlin tak vstupem těchto NBT (New Breeding Techniques) dostaly další rozsáhlou motivaci či arénu.

Evropská legislativa příslušnému vědnímu rozvoji naprosto nestačí, ani svojí celkovou koncepcí, ani příslušnými detekčními nástroji. Ty dosavadní, včetně různých molekulárních kitů, tedy sond schopných odhalit třebas přítomnost cizorodé DNA, si může strčit za klobouk.

Jádrem pudla je totiž skutečnost, že se takto pouze mění původní, „přírodní“ geny daného organismu. Žádné cizorodé se (většinou, postup má již řadu alternativ) nevčleňují, nevzniká žádný GMO. Tudíž se na vzniklý produkt nedá ani uvalit příslušné anti-GM embargo. Postupně vylepšovanou editační techniku už nadto může využít i docela „kapesní” šlechtitelská firma, dělat si žádané mutanty „někde doma v garáži“. Tedy, bude-li mít na to příslušné odborníky a peníze. A samozřejmě patentová práva. O ta se už řadu měsíců vede mezi klíčovými evropskými a americkými institucemi tvrdý boj. Krisprovací techniky nabízejí přece téměř nedozírné komerční využití, zejména v biomedicíně i třebas v ochraně životního prostředí.

Uvědomují si to mimo jiné i výše zmínění biopěstitelé či biobrídři. Už před rokem tak vzbudil značnou mediální pozornost spor kolem názorů přesvědčeného bio/organika, jinak ředitele Výzkumného ústavu pro ekologické zemědělství FiBL ve švýcarském Fricku, pana profesora Urse Niggliho. Jak že to v loňském dubnu údajně řekl médiím, tázajícím se na přínosy a rizika „krisprování” u kulturních rostlin:

„Díky této technice můžete například vypínat různé geny náchylnosti k onemocnění rostlin či vracet zpět geny rezistence z příbuzných divokých rostlin. To jsou vlastnosti, které byly ztraceny během šlechtění na výnos nebo kvalitu v posledních stech letech. Pak byste mohli skutečně ušetřit pesticidy ve velkém měřítku.“

A jak že na toto prohlášení reagovali švýcarští biošlechtitelé? Vyzvali správní radu FiBL, „aby Nigglimu zavčas nasadila náhubek…“ Na druhé straně se na webových stránkách švýcarské akademie pro vědy a umění najde i prohlášení s daleko vstřícnější formulací: nové postupy šlechtění rostlin nabízejí významný potenciál, nejistou budoucnost, ale neexistuje důvod pro jejich striktní regulace.

Strategie bionáhubků však v současnosti zdaleka nemá jen alpský či evropský rozměr. V kontextu s genově editační technologií CRISPR/Cas9 se totiž před zhruba dvěma lety objevil další fenomén, svými možnými důsledky snad již opravdu nebezpečný či varovný. Fenomén tzv. mutagenní řetězové reakce (mutagenic chain reaction, MCR), vedoucí k masivnímu „gene drive” v následných generacích daného genotypu/druhu.

V čem spočívá její podstata? Mendelovská genetika zavedla mimo jiné pojmy dominance a recesivity genových alel, lokalizovaných na bratrské/sesterské skupině (nejčastěji dvojici) jednotlivých chromozomů, které potomek získává od svých rodičů. Určitý znak se tak může projevit v první následné heterozygotní generaci s maximální frekvencí 50 % – a v těch dalších jeho exprese klesá. V případě použití určitých CRISPR genů má však mutantní chromozom schopnost navodit stejnou změnu u svého souseda v páru – a kříženci mohou mít tedy vyblokované oba geny ve frekvenci až nad oněch již zmíněných 95 %.

Lavina dalších přenosů je pak závislá na četnosti následných křížení, resp. střídání generací daného organismu. Situace bude v praxi samozřejmě dramaticky jiná u velryb, želv či slonů na straně jedné – a kvasinek či určitých hmyzích druhů na té druhé. Dle současných odhadů tak třeba u rychle se množícího hmyzu stačí 1 % mutantů ve výchozí populaci k tomu, aby během deseti generací téměř „vymazala“ populaci původní. Když to velmi přeženu, stačí, aby vám z laboratoře uletěla jedna patřičně zmutovaná moucha. Třeba žlutá místo původní hnědé. Uletí časně zjara, bude se čile křížit – a na podzim, někdy v desáté generaci, už hnědou mouchu v okolní přírodě nenajdete… Není proto divu, že technologie gene drive velmi rychle vyvolala vlnu nadšení i obav jak u odborníků, tak u laiků. A samozřejmě i očekávaně masivní negativní reakci u širokého spektra odpůrců veškerých metod genového inženýrství, v čele s plejádou nevládních organizací.

Rizika jsou zřejmá – podstatný zásah do přírodní populační rovnováhy, potenciální nevratnost nechtěných změn, možná i zneužití těchto postupů coby biologické zbraně.

Naděje a přínosy? Samozřejmě souvisejí s alespoň dočasnou či místní eliminací buněk či organismů zásadním způsobem nebezpečných, resp. škodících zejména člověku nebo určitému ekosystému. Počínaje populací komárů „promořenou” původci chorob (malárie, žlutá zimnice, horečka dengue, virus zika), brouků či motýlů kalamitně ničících úrodu a konče možná populacemi nádorových buněk u postiženého organismu.

Využít MCR systémy však rozhodně nebude možné bez znalosti postupů k jejich zablokování či včasné reverzi. I na nich se již intenzivně pracuje na různých modelech – od kvasinek po rostliny.

Povolit či zakázat? Nasadit zásadní bionáhubek „dříve, než bude pozdě“?

Gene drive techniky se poměrně nedávno staly terčem mediální pozornosti zejména v kontextu s UNESCO konferencí o biodiverzitě, konané ve dnech 4.–17. prosince 2016 v mexickém Cancúnu.

Na 170 různých zejména nevládních organizací sepsalo petici žádající uvalit moratorium na veškeré pokusy využívající techniky gene drive. Zveřejněna byla pod hlavičkou „ETC Group“, tedy světového sdružení orientovaného na „(Ekologickou) Erosis, Technology and Concentration“, propojeného jak praxí (např. zastánců organického zemědělství), tak patřičnou ideologií.

Výsledek? Přítomní odborníci zvážili známá pro – a proti – a ve svém prohlášení z 16. prosince požadavek moratoria zamítli.

Pokračování relevantního výzkumu dostalo přednost před riziky důsledků jeho zákazu. Nejde jen o jeho předpokládané unikátní teoretické i praktické přínosy. Oficiální moratorium by nutně vedlo i k v podstatě nekontrolovatelným aktivitám, ať již a priori cíleně nebezpečným, nebo typu „do it yourself”, tedy nebezpečným svými důsledky vzniklými z hlouposti či omylu. Povolený výzkum lze zabezpečit pečlivými pravidly – a jejich nedodržení až drakonicky trestat.

Kéž by měl takovou váhu fundovaný odborný dohled i v jiných oblastech aktivit současné lidské společnosti.

Autor:
prof. RNDr. Zdeněk Opatrný, CSc. (Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy; opat@natur.cuni.cz)

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •