Aviární leukóza postihuje slepice a krůty. V Číně a v jihovýchodní Asii v posledních letech napadá drůbež nový typ - takzvaná leukóza J. Příslušný virus ALV-J se podle AV nedaří dostat pod kontrolu i kvůli množství malochovů a prodeji živé drůbeže na tržištích. Právě rozšíření odolných linií drůbeže by podle šéfa týmu z AV Jiřího Hejnara mohlo pomoci virus vymýtit.
Jiří Hejnar
Vědci se při studiu příčin nemoci zveřejněné v časopise PNAS zaměřili na bílkovinové molekuly, přes které virus vstupuje do buněk. Srovnáním citlivých a odolných druhů zjistili, že pro průnik viru je zásadní jediná aminokyselina. U perliček, koroptví či bažantů tato aminokyselina chybí buď úplně, nebo ji nahrazuje jiná. V případě slepic však takové varianty nenalezli.
Řešením bylo upravit genetickou informaci slepic. Proces, který je podle AV rutinní například u laboratorních myší či hospodářských zvířat - savců, však v případě ptáků výrazně komplikuje odlišné rozmnožování. Vědci tak z kuřecích embryí vypěstovali pohlavní buňky, geneticky je upravili a vrátili do embrya. Tam dozrály funkční pohlavní buňky a později přišla na svět kuřata odolná vůči viru.
Co je to CRISPRMetoda genetické modifikace CRISPR/Cas9 díky své přesnosti a jednoduchosti představuje zásadní pokrok. V podstatě jde o postup odkoukaný od obranného mechanismu celé řady bakterií. Ty si v DNA uchovávají drobné úseky z DNA svých „nepřátel“ (především tzv. bakteriofágů, tedy virů, které napadají bakterie), které se označují jako CRISPR. Vyskytují se na více místech dědičné informace bakterie a mohou obsahovat až stovku „nasekaných“ porcí fágu. Pokud do bakterie pronikne virus, jehož dědičná informace obsahuje úseky shodné s „porcemi“ přemoženého viru uloženými v „archivu“ CRISPR, pak začne bakterie podle archivovaných úseků vyrábět dlouhou molekulu ribonukleové kyseliny (RNA). Buňka vzápětí rozdělí dlouhou RNA na spoustu krátkých molekul tvořených zhruba 60 písmeny genetického kódu. Tyto krátké RNA se spojí s enzymem Cas, který funguje jako molekulární nůžky na DNA a je určen právě pro tyto účely. Krátká molekula RNA funguje jako vynikají „vyhledávač“, který dovede „nůžky“ proteinu Cas na přesně vybrané místo v dědičné informaci viru. Nůžky pak střihem vytvoří v dědičné informaci viru díru a zasadí mu tak smrtelný úder. O významu „imunitního systému“ CRISPR svědčí skutečnost, že byl odhalen v arzenálu významné části mikrobiálního světa. |
„Naše pohnutky byly vědecké - dokázat, že zásah do receptoru vytvoří protivirovou rezistenci. Bylo by na místě udělat i „polní experiment“, jsme si však celkem jisti, že to bude fungovat i v chovu. Kuřata jsme totiž infikovali mnohem větší dávkou, než je v chovech běžná,“ řekl ČTK Hejnar. Linie podle něj čítá desítky kusů zvířat, včetně několika produkčních párů.
Pokud by chovatelé měli o odolné slepice zájem, bylo by podle jeho slov třeba změnit plemena užívaná drůbežáři. „Zora je totiž na genetickém pozadí, které je hospodářsky nezajímavé,“ řekl vědec (jinak řečeno, nejde o hospodářsky zajímavé plemeno). Ačkoliv je současný výzkum u konce, výzkumníci pracují dál. „Měli bychom zkoumat, zda virus může rezistenci nějak obejít. Evoluce u nich totiž probíhá velmi rychle,“ upozornil Hejnar.
Je stále otázkou, jak se k podobným tvorům postaví veřejnost a legislativa (což jsou do značné míry samozřejmě spojené nádoby). Biologicky je prakticky nemožné odlišit takové tvory od zvířat, u kterých kvůli náhodné mutaci došlo ke stejném změně, tedy například poškození nějakého genu. Úřady to ovšem mohou vidět jinak.
V USA se CRISPR nepovažuje za metodu „genetické modifikace“ (tedy GMO), v EU je to naopak. Využití slepic odolných vůči leukóze by pro evropské zemědělce znamenalo velikou administrativní i provozní zátěž. Vlastně jde o bezprecedentní situaci, protože nároky na využití GMO (zatím tedy spíše pěstování než chov) jsou značné. Například jen v tom, že pozůstatky těl takových zvířat se musí považovat za nebezpečný odpad a musí být pečlivě evidovány a likvidovány. I proto nelze očekávat, že by se podobná zvířata v našich chovech objevila v příštích několika letech.
Jak to bylo a co dělá zbytek světa
Provádění malých genetických úprav (dnes zatím v podstatě výhradně „vystřižením“ části genu) u hospodářských zvířat ke zvýšení jejich odolnosti proti rozšířením nemocem je postup, který zkoumá celá řada týmů. Za jeden jmenujme jeden příklad z roku 2018, o kterém jsme psali zde.
Tým ze skotského ústavu v Roslinu při univerzitě v Edinburghu zveřejnil výsledky svého projektu na vytvoření prasat odolných proti nemoci, o které jste nikdy neslyšeli, tzv. reprodukčním a respiračním syndromu prasat PRRS. Upravená selata byla proti jinak velmi nakažlivému viru imunní, uvádějí autoři v kratičkém online článku v časopise Journal of Virology (stejně jako v případě upravených slepic není jasné, jestli virus obranu nemůže překonat). Autoři z DNA zvířat také „vystřihli“ malý kousek na jednom genu (gen CD163).
Právě střihání částí DNA pomocí metody CRISPR je velmi jednoduché a vědci z celé řady pracovišť ho nepochybně budou zkoušet u řady hospodářsky významných rostlin či zvířat. V takových případech se na bezpečnost kladou nižší nároky než u lidí, a tak jde o logický první krok při hledání hranic jejích možností. I v případě lidské medicíny už probíhají první klinické zkoušky. A jak patrně víte, minimálně v jednom případě byl CRISPR použit k vytvoření dědičné úpravy lidské DNA.
To je zatím podle většiny vědců nezodpovědný pokus (řekl to v rozhovoru pro Technet i genetik Samuel Sternberg, který byl u objevu CRISPRu), ale obecně se očekává, že nakonec cílené úpravy DNA budou u lidí povoleny a možná i relativně běžné, byť asi ne v dohledné době. Ostatně pokrok v této oblasti je poměrně rychlý a příslušné nástroje se neustále vylepšují.
Jedním takovým příkladem je nástroj zvaný „prime-editing“, který by měl umožnit z DNA nejen „vystřihovat“, ale také ji poměrně čistě a přesně „přepisovat“, samozřejmě s určitými omezeními (daná sekvence musí být například poměrně krátká).
Aktualizace: Do článku jsme doplnili další informace o metodě CRISPR a vývoji v oboru v posledních letech a měsících.
