Genetické nůžky, biologická revoluce a nobelistka Jennifer Doudnaová
nakl. Práh
Autor bestsellerů Leonardo da Vinci a Steve Jobs Walter Isaacson se vrací se strhujícím příběhem o tom, jak nobelistka Jennifer Doudnaová a její kolegové rozpoutali revoluci, která nám na jedné straně umožní léčit nemoci, bojovat s viry a mít zdravější děti - ale na straně druhé je stále plná otazníků a neznámých. Víc v ukázce z předmluvy českého biologa Martina Jínka.
Jennifer Doudnaová (pochopitelně s kolektivem, jinak to už dnes ve vědě nechodí) dokázala něco, co autor staré napínavé knížky o šroubovici DNA James Watson označil nejdůležitějším biologickým objevem od doby, kdy se on sám podílel na odhalení struktury DNA. Doudnaová se svými spolupracovníky vynalezli něco, co zcela změní lidstvo: jednoduchý nástroj na modifikování DNA. Je známý pod zkratkou CRISPR a otevírá cestu do nového světa lékařských zázraků a morálních dilemat.
Po objevu genetických nůžek CRISPR se Doudnaová stala jednou z vůdčích postav světa, který zápasí s těmito etickými otázkami, a s kolegyní Emmanuelle Charpentierovou získala v roce 2020 Nobelovu cenu. Její příběh je napínavou detektivkou, v níž hrají velkou roli zázraky přírody od počátků života po budoucnost našeho druhu.
Ukázka z předmluvy:
.................
S prací Jennifer Doudnaové jsem se poprvé seznámil za studentských let v Cambridgi, kdy jsem psal bakalářskou práci o struktuře a funkcích ribonukleové kyseliny – molekuly, která mě fascinuje dodnes. Jennifer byla v té době vycházející hvězdou tohoto oboru. Když jsem o čtyři roky později končil doktorát v Evropské laboratoři molekulární biologie v Heidelbergu, měl jsem příležitost zhlédnout její přednášku o RNA interferenci, ze které jsem odcházel na sto procent přesvědčený, že bych u Jennifer chtěl pracovat. Jsem velmi hrdý na to, že se mi ta možnost naskytla a že jsem svou prací v její laboratoři v Berkeley k objevu metody CRISPR přispěl. Jennifer mi byla ideální vědeckou mentorkou. Svým „hands-off“ přístupem mi dala dostatek svobody k tomu, abych si šel za svými vlastními výzkumnými nápady. Zároveň mi však poskytla maximální podporu, když to bylo v mých projektech potřeba. Naučila mě, jak klást důležité vědecké otázky, jak na ně hledat správné odpovědi, a také jak svou vědeckou práci efektivně prezentovat.
Právě mentorství a výchova dalších generací vědců je jednou z dalších věcí, které činí Jennifer Doudnaovou výjimečnou. Plným právem je pokládána za vzor především pro mladé ženy na počátku vědecké kariéry. Objev molekulárních DNA nůžek CRISPR-Cas9 vzešel z našeho výzkumného projektu ve spolupráci s Emmanuelle Charpentierovou a jejím doktorandem Krzysztofem Chylinským. Prvotním cílem nebylo vyvinout metodu pro modifikaci DNA, ale zjistit, jak vlastně CRISPR funguje ve svém přirozeném kontextu v bakteriích jako obranný systém proti virům. Jak je v této knize popsáno, moje osobní „heuréka“ nastalo během jedné porady u Jennifer v pracovně, kdy jsme přišli na způsob, jak zjednodušit naváděcí princip nůžek a místo dvou molekul vytvořit jednomolekulární naváděcí RNA.
Vědomi si potenciálního významu tohoto objevu pro genetické inženýrství a také v obavách, že s něčím podobným brzy přijde konkurence, jsme se vrhli do poslední fáze pokusů a příprav k publikaci. Tempo bylo mimořádně hektické a do jisté míry vyčerpávající, ale zároveň to bylo nesmírně naplňující a povznášející období. Náš článek v časopisu Science v červnu roku 2012 měl velký ohlas a odstartoval šestiměsíční, tehdy ještě netušený, závod o prvenství v tom, kdo systém CRISPR-Cas9 „rozchodí“ pro editaci genů v lidských buňkách. Na počátku roku 2013 se to podařilo skupinám George Churche a Fenga Zhanga, jakožto i nám a dalším. „The rest is history“, jak se anglicky říká, a loňská Nobelova cena pro Jennifer Doudnaovou a Emmanuelle Charpentierovou je nádherným vyvrcholením této historické vědecké spolupráce.
Příběh Jennifer Doudnaové a CRISPRu krásně ilustruje mnoho aspektů přírodovědeckého bádání. Především to, že za převratnými objevy stojí skoro vždy základní výzkum, jenž dělají zvídaví lidé, kteří jsou fascinováni přírodou a snaží se přijít věcem na kloub. Velké objevy s reálnými dopady na lidskou společnost tak mnohdy přicházejí z úplně nečekaných směrů, zkoumáním zdánlivě nesouvisejících vědeckých otázek. I když si mnozí (vědce samotné nevyjímaje) myslí, že vědci jsou primárně motivováni možným praktickým využitím svého výzkumu, vědu ve skutečnosti často pohání kupředu obyčejné lidské vlastnosti jako zvědavost, soutěživost a touha po uznání. Velké objevy téměř vždy vycházejí z výzkumu mnoha lidí a jsou výsledkem týmové práce, ale i konkurenčního boje. To vše se zrcadlí v tomto příběhu.
V neposlední řadě zde roli hraje i štěstí, tedy být ve správnou chvíli na správném místě, kde ovšem do puntíku platí Pasteurovo „štěstí přeje připraveným“. Výzkum totiž není přímočarý proces, ale naopak pouť plná rozcestí, odboček a křižovatek, na kterých se občas setkají nápady, objevy nebo myšlenkové proudy zcela odlišných oborů, ze kterých pak vzejde něco naprosto převratného. V případě metody CRISPR jde o to, že s její pomocí můžeme skoro libovolně upravovat genetickou informaci v buňkách a organismech. Díky cíleným zásahům do genomu máme jedinečnou možnost prozkoumávat funkci genů a jejich interakcí, a tím lépe porozumět genetické podstatě života. Velký potenciál mají na CRISPRu založené metody i v biotechnologii, kde by mohly zásadně přispět k zefektivnění zemědělské výroby a zmenšit tak její dopady na změny klimatu či umožnit bioprodukci různých užitečných látek jako například léků.
Největší naděje jsou vkládány do využití genetické editace pro léčbu dědičných chorob, jak tato kniha znázorňuje na příkladu srpkovité anémie, kde již probíhají klinické testy. CRISPR stojí rovněž za novou generací buněčných terapeutik vzniklých na základě geneticky upravených imunitních buněk, pomocí kterých budeme brzy léčit některé typy rakoviny. Svou roli hraje také v kontextu nynější covidové pandemie, ať už jako metoda pro výzkum koronaviru a jeho interakcí s infikovanými buňkami, nebo jako základ zcela nových diagnostických technologií.
S CRISPRem se začíná psát nová kapitola v dějinách lidstva. Poprvé totiž máme v rukou jednoduchý nástroj, kterým můžeme přepisovat naši vlastní DNA, a to nejen v somatických buňkách, ale i v zárodečné linii. To znamená, že námi vytvořené modifikace bychom předávali dalším generacím. Jak s touto nově nabytou mocí naložíme? Isaacsonova kniha rozsáhle a výborně pojednává o tomto kontroverzním tématu, plném etických otázek a morálních úskalí, kde navíc chybí společenský konsenzus. CRISPR zatím není pro tyto účely technicky vyspělou metodou, je ale nasnadě, že v dohledné době bude. Po počátečních snahách o seberegulaci ve vědecké komunitě bylo tabu nedotknutelnosti zárodečné linie prolomeno v listopadu 2018, kdy se v Číně narodila první geneticky modifikovaná dvojčata.
Stejně jako Jennifer Doudnaová jsem toho názoru, že genetické úpravy zárodečné linie by měly být přípustné pouze pro léčbu jinak nevyléčitelných dědičných nemocí, kde neexistují jiné alternativy. Do neterapeutických modifikací bychom se ale pouštět neměli. Jenže kde je vlastně hranice, na níž končí léčba dědičných nemocí a začíná genetické vylepšování lidí? A kdo vlastně bude mít přístup k těmto možnostem? Nesmírně si cením toho, že se Jennifer Doudnaová staví do role moderátorky globální společenské diskuse o smyslu modifikací lidské DNA a zároveň se zasazuje o to, aby se těchto debat účastnila i široká veřejnost. Toto téma se totiž týká nás všech a nemohou o něm rozhodovat pouze vědci. Jennifer Doudnaová je stěžejní postavou nové éry lidstva. Její práce a odkaz budou definovat genetiku, biotechnologii a medicínu ještě dlouhá léta. Její příběh a tato kniha jsou důležitými svědectvími o tom, jak věda dokáže hýbat lidskou společností a ovlivňovat její budoucnost.
Martin Jínek
9.11.2021
