Celkem bez povšimnutí médií došlo na konci týdne k události, která snese vědeckým významem srovnání se slavným projektem přečtení lidského genomu. Do vědeckých periodik vtrhla záplava prací z projektu, který má konečně vysvětlit, co se děje v našich buňkách, že se lišíme od jiných zvířat.
Nové údaje zatím poslouží především genetikům, kteří dostali do ruky nový pracovní nástroj. S jeho pomocí by měli lépe a úplněji pochopit dědičnost a její fungování. Mimo tento vědní obor na sebe praktické využití nechá zřejmě ještě roky čekat, podobně jako v případě přečtení lidského genomu.
Pozor! Následuje exkurz do historie
Vědci, a s nimi i my, se dlouho domnívali, že rozdíly mezi živočichy mohou vysvětlit geny. To jsou poměrně krátké části naší DNA, které se aktivně podílí na řízení organismu. Slouží jako vzor, podle kterého se v důsledku vyrábí látky nutné k udržení organismu v chodu. Mohou být dlouhé, krátké, dokonce uložené po částech na různých místech DNA. Důležité je, že podle každého genu se má vyrábět právě jedna bílkovina, kterou pak tělo využívá k provozu.
V 70. letech se ovšem podařilo zjistit, že bílkoviny se vyrábí jenom podle zlomku DNA. Jen něco přes jedno procento. K čemu je zbytek DNA, nebylo jasné.
S nástupem postupů na čtení DNA se také začalo zjišťovat, že na této úrovni jsou si jednotlivé organismy navzájem mnohem podobnější, než by se dalo čekat. Dají se rozdělit na opravdu velké skupiny, které mají genetickou výbavu velmi podobnou. Například většina živočichů sdílí velkou část svých genů. Některé máme téměř shodné s tvory, které na vývojovém žebříčku klademe daleko pod sebe.
Počet genů také neroste se složitostí organismu, což bylo ve své době překvapivé. Jak může mít člověk stejně genů jako milimetrový červ? Slavný je příklad šimpanze, který se od nás liší méně než pěti procenty genetické informace. (Dnes se to vysvětluje tak, že počet genů je u různých organismů zhruba stejný, ale roste složitost systému regulace jejich činnosti.)
Geny, které vědci v buňkách identifikovali, evidentně nebyly všechno. Ale další vědci v buňkách neviděli. Kde by se mohla odpověď na záhadu našich odlišností skrývat? Nejspíše asi v té části DNA, kde nejsou ani geny, ani jiné aktivní části, sloužící třeba k regulaci genů. I tak největší část naší DNA jen zdánlivě zabírala místo v buňce. Tato mlčící většina většina dostala v angličtině přezdívku "junk DNA", tedy "zbytečná DNA", volněji, ale možná výstižněji "genetické haraburdí".
Najděte rozdíly. Ale pozor, podle současného poznání jich na genetické úrovni mezi šimpanzem a člověkem není mnoho.
Vrhněme se na to
Záhada chybějících genetických funkcí byla a stále je hlavním problémem moderní genetiky. Inspiroval k vytvoření mnoha nových poznatků i oborů, třeba důležité epigenetiky, tedy nauky o kódování a přenosu genetických informací nezapsaných přímo v DNA.
Při takové pozornosti není divu, že vědomostí o zbytečné DNA přibývalo. Po přelomu 21. století také přišly nové technologie, které objevily, že "haraburdí" je zřejmě biologicky aktivnější, než se zdá. Vědcům bylo jasné, že objevili celou novou oblast výzkumu.
Aby ji zpřehlednili a zpřístupnili, vznikl v roce 2003 projet nazvaný ENCODE, financovaný hlavně z USA. Jde o zkratku výrazu Encyclopedia of DNA Elements, tedy Encyklopedie elementů DNA, která také v angličtině znamená "Zakódovat"). Jeho cílem je vytvořit knihovnu různě aktivních částeček lidské genetické informace a doplnit tak stávající informace, především ze známého Projektu lidského genomu. Ten se zaměřil především na 20 tisíc lidských genů, které ovšem evidentně nejsou všechno. Projekt také přečetl všechna písmena naší DNA, jak jdou za sebou. Ale nepokoušel se obrazně řečeno zjistit, která z nich dávají dohromady slova, a co ta znamenají. ENCODE by tedy měl zachytit všechny používané výrazy genetické mluvy.
"Přečtení genomu nám dalo základní mapu, kterou si můžeme představit jako plán města," přibližuje Petr Svoboda z Ústavu molekulární genetiky Akademie věd a pokračuje: "ENCODE na tuto základní vrstvu dodá další vrstvy: od zatížení hlukem, emise, hustotu populace či kriminality, až po cenovou mapu. A jako v životě, až s těmito informacemi můžete říct, jak to v daném místě opravdu vypadá."
Dávkujeme ve velkém
Některé informace z projektu ENCODE se objevily už v minulých letech, skutečná záplava nových "map" ale přišla až tento týden. Je to série více než tří desítek vědeckých prací v různých časopisech. Předkrmem, jak to nazvali vedoucí projektu v hlavním článku této série, bylo uveřejnění šesti prací v časopise Nature ve čtvrtek. Zároveň se objevilo i několik prací v časopise Science. Následovat budou další publikace.
V médiích si pozornost získalo především zjištění, že naše DNA je aktivnější, než stojí v učebnicích. Nějakou biologickou aktivitu vyvíjí celých 80 procent DNA. Je to trochu nezasloužené, číslo samotné není pro odborníky překvapení: "O tom víme už nejméně pět šest let. Od té doby, co jsou k dispozici nové, přesnější metody analýzy genové aktivity. To se očekávalo," říká Petr Svoboda.
Skutečný význam je v detailech do zpravodajského jazyka hůře přeložitelných: "S ENCODE dostaneme do ruky nový, extrémně výkonný nástroj," říká Svoboda. Projekt totiž nejen zjistil procento aktivní DNA, ale podrobně a přehledně popsal zjištěné informace a zařadil je do volně dostupného katalogu. S jeho pomocí by mohli odborníci odpovědět například na otázky, jak se z oplozeného vajíčka vyvine nový jedinec, jakou roli geny hrají v nemocech a na řadu dalších.
Nebo také ne. Ani tentokrát není jisté, že vědcům důležitá část skládanky neunikne a molekulární rozdíl mezi šimpanzem a Darwinem se ani tentokrát zcela nepodaří vysvětlit.
Domnělý objev je tedy spíše začátek nové fáze výzkumu než co jiného. Což je samozřejmě není zrovna "sexy" informace, navíc těžko vysvětlitelná v kontextu. Čtenáře a potažmo i novináře pochopitelně mnohem více zajímají výsledky výzkumu dělaného za jejich peníze než jen výborný průběžný výsledek o poločase.
