Małgorzata Minta: W ostatni numerach "Nature" i "Genome Research" ukazały się obszerne prace dotyczące ludzkiego genomu. Wynika z nich, że nasze DNA kryje więcej tajemnic, niż moglibyśmy się tego spodziewać. Czy warto zatem sekwencjonować DNA, czyli odczytywać cegiełka po cegiełce własny zapis genetyczny?
Walter Gilbert:
W przyszłości każdy z nas będzie się mógł pochwalić osobistym profilem genetycznym. Zidentyfikowanie indywidualnych mutacji, jakie posiada każdy z nas, umożliwi bowiem zrozumienie, dlaczego te same choroby mają u różnych ludzi tak odmienny przebieg. Znając profil genetyczny konkretnego człowieka oraz związki między genami a mechanizmami choroby, będziemy mogli podejmować trafniejsze decyzje dotyczące leczenia. Dowiemy się, jak dany lek zadziała w jego organizmie i czy terapia przyniesie pożądane skutki.

Czy sekwencjonowanie DNA mogłoby posłużyć np. do opracowania indywidualnej, optymalnej dla każdego z nas diety?

Z pewnością. Znając profil genetyczny człowieka, dowiemy się, jak jego organizm wykorzystuje obecne w pożywieniu różnorakie substancje. Jak radzi sobie z wchłanianiem witamin czy mikroelementów, czy dobrze przyswaja żelazo itd. W tej chwili jeszcze nie potrafimy tego ustalić, ale jest co najmniej kilka zespołów badawczych, które pracują nad stosownymi testami genetycznymi. Na podstawie ich wyników ustalać się będzie czyjś jadłospis.

W DNA są też zapisane takie cechy jak kolor oczu czy włosów. Czy w przyszłości będziemy zamawiać dzieci w laboratoriach i selekcjonować zarodki pod kątem pożądanych cech, np. niebieskich oczu?

W tym przypadku na szczęście mamy ograniczone pole do manewru. Owszem, istnieje już cały sektor genetyki zajmujący się testami i diagnostyką prenatalną. Takie badania pomagają ludziom, którzy cierpią na schorzenia genetyczne, np. na dystrofię mięśniową, i decydują się na dzieci. Testom genetycznym poddaje się embriony na bardzo wczesnym etapie rozwoju. Dzięki temu można sprawdzić, czy zarodek odziedziczył po rodzicach chorobotwórcze mutacje. Na podobnej zasadzie nie można jednak wybierać zbyt wielu cech dziecka. Moim zdaniem jest raczej mało prawdopodobne, by podobne metody umożliwiły nam poznanie wszystkich cech embriona czy pozwoliły opracować przepis na idealne potomstwo.

Może zatem techniki sekwencjonowania DNA umożliwią nam wskrzeszenie wymarłych gatunków zwierząt, na przykład mamutów?

Nie wydaje mi się, byśmy byli w stanie wyizolować i odtworzyć dostatecznie duże ilości DNA stworzeń, które wyginęły wiele tysięcy lat temu. Choć udaje nam się sekwencjonować fragmenty DNA mamutów czy innych nieistniejących już gatunków, to są to tylko fragmenty, często bardzo niekompletne, które nie wystarczą do ich wskrzeszenia.

Zatem nie możemy liczyć na prawdziwy Park Jurajski?

Park Jurajski to piękna naukowa fikcja. Ale jednak tylko fikcja.

Mimo to co jakiś czas pojawiają się doniesienia o stworzeniu od podstaw DNA jakiegoś wirusa. Czy faktycznie budowanie nowych organizmów cegiełka po cegiełce jest lub będzie możliwe?

W połowie lat 70. XX w. po raz pierwszy udało się stworzyć w laboratorium małego wirusa, który atakował bakterie. Jego materiał genetyczny liczył jedynie półtora tysiąca par zasad. Budowanie wirusa to bardzo mozolna, wieloetapowa praca. Najpierw zestawia się odcinek złożony z dziesięciu par zasad, potem łączy się kilka takich odcinków i otrzymuje fragment o długości kilkudziesięciu czy stu tego typu jednostek. Te ostatnie znów się łączy ze sobą i tak dalej, aż otrzymamy fragment składający się z tysiąca, kilkunastu czy kilkudziesięciu tysięcy par zasad. W ten sposób można zsyntetyzować całego wirusa - oczywiście pod warunkiem, że znamy jego sekwencję genetyczną. Tak zrobiono z wirusem ptasiej grypy. Rzecz jasna prace te prowadzono, utrzymując niezwykle restrykcyjne zabezpieczenia. Warto było je przeprowadzić, bo znając wroga, skuteczniej można z nim walczyć.

Skoro możemy tworzyć w laboratoriach nowe wirusy, czy nie istnieje ryzyko, że taka technika mogłaby zostać wykorzystana np. przez bioterrorystów, którzy wyprodukują superwirusa?

Zbudowanie wirusa od podstaw, cegiełka po cegiełce jest bardzo skomplikowane i czasochłonne. Zdecydowanie prościej jest stworzyć całkowicie nowego wirusa tradycyjnymi metodami przez hodowlę w laboratorium,a nie syntetyzowanie materiału genetycznego. Nauka nie ułatwia złym ludziom budowania nowych broni.

Mówiąc o badaniach DNA, warto wspomnieć o niebezpieczeństwie amp;bdquo;genetycznej dyskryminacji” i wykorzystywaniu wiedzy o czyimś genomie do oceny przydatności człowieka w społeczeństwie. Taka rzeczywistość była przedstawiona m.in. w filmie Gattaca. Czy tak będzie w przyszłości?

W Gattace pokazano wizję genetycznego determinizmu, społeczeństwa, w którym faworyzowano ludzi o lepszych genach. W rzeczywistości sprawa nie jest tak prosta. Odpowiednie układy genów mogą sprawić, że ktoś będzie niezwykle inteligentny, wytrzymały lub długowieczny. Jednak każda z tych cech zależy od ogromnej liczny genów i ich wzajemnego oddziaływania. Genetyczne podstawy tych cech nie tworzą jakiś spójnych, zbitych jednostek, które dziedziczy się wprost po rodzicach. Gdy tworzy się zarodek, pojedyncze geny mające łącznie wpływ na to, jacy jesteśmy, mieszają się i tworzą zupełnie nowe kombinacje.

A czy znając geny, czy układ genów odpowiedzialnych na przykład za odporność na wysokie temperatury czy niskie stężenie tlenu, można stworzyć superludzi?

Tego typu manipulacje próbujemy na razie przeprowadzać na zwierzętach. Hodujemy myszy, które szybciej się uczą, mają lepszą pamięć, dłużej żyją. Jednak w większości przypadków nasze usiłowania kończą się niepowodzeniem. Podobne badania na ludziach byłyby czymś strasznym, dlatego się ich nie prowadzi. Moim zdaniem jeszcze długo nikt nie podejmie się manipulowania genami ludzi, właśnie z powodów etycznych i społecznych. Nie wiadomo też, jak zachowywałby się organizm genetycznie zmodyfikowanego człowieka w dłuższej perspektywie czasu, tzn. gdy będzie miał 20, 40 czy 60 lat.

Badając DNA człowieka, można wykryć, czy jest on narażony na pewne choroby. Czy może nasz charakter też jest zapisany w genach?

Na to jak się zachowujemy, składa się wiele cech: agresywność, skłonność do ryzyka i wiele innych. Wydaje się, że za stopień ich nasilenia mogą odpowiadać pewne układy genów lub aktywność pojedynczych genów. Tak jest w przypadku skłonności do podejmowania ryzyka, która zależy w pewnym stopniu od genów odpowiadających za receptory dopaminy w naszym mózgu. Badania wykazały, że osoby posiadające pewną formę genu są z reguły bardziej skłonne do ryzykownych zachowań niż inne. Nawet jeśli istnieje związek konkretnych kawałków DNA z cechami charakteru, nie można zapominać, że nasz mózg też wpływa na to, jak się zachowujemy. Zdarza się, że na skutek jego uszkodzenia pacjenci zaczynają sie zachowywać zupełnie inaczej niż przed wypadkiem.

DNA skrywa zatem tajemnicę życia?

Powiedziałbym raczej, że DNA to jedna z wielkich tajemnic życia. Cała biologia molekularna sprowadza się do pytania, jak małe cząsteczki chemiczne tworzą żywe organizmy. Fundamentalnej odpowiedzi na to pytanie dostarcza właśnie DNA. Zawiera ono niemal wszystkie informacje niezbędne do powstania żywego organizmu. Choć nieco tych informacji jest zapisanych gdzie indziej, przemożna ich część jest dziedziczona wraz z DNA.
Gdybym chciał stworzyć istotę ludzką, najważniejszą informacją, jakiej bym potrzebował, byłaby właśnie sekwencja jej DNA. Wystarczyłoby - oczywiście teoretycznie - zsyntetyzować to DNA w jakiejś specjalnej maszynie, wszczepić je do komórki jajowej i oto mamy człowieka.

Może to dziwne pytanie, ale czy w DNA, naszym własnym materiale genetycznym, można też znaleźć przepis na ludzką duszę?

Moim zdaniem tak. Człowieczeństwo to to, co mózg jest w stanie zrobić ze światem, który nas otacza. A to, jak zbudowany jest nasz mózg, jest zapisane właśnie w DNA. Jednak znowu, działanie naszego mózgu nie zależy wyłącznie od jego struktury, ale też od jego interakcji ze środowiskiem, od tego, w jakich okolicznościach i w jakim otoczeniu się rozwija.

Kilka lat temu w Stanach Zjednoczonych było głośno o możliwości wykorzystywania testów genetycznych przez firmy ubezpieczeniowe, które na ich podstawie miałyby ustalać indywidualne składki w zależności od tego, czy dany klient jest narażony na różne choroby. Czy to możliwe?
Różnicowanie stawek to stały problem, jeśli chodzi o firmy ubezpieczeniowe. Firmy chciałyby ustalać inne stawki ubezpieczenia na życie dla kobiet i mężczyzn, bo kobiety z reguły żyją dłużej, co wynika z różnic genetycznych. Jednak zasady wykorzystywania informacji o DNA oraz działanie firm ubezpieczeniowych są regulowane przez prawo. Stanowi ono, że ubezpieczyciele muszą traktować wszystkich ludzi jednakowo.

























Reklama

Co stanowi największa zagadkę współczesnej biologii?

Ludzki mózg. Nie wiemy, dlaczego wraz z wiekiem pojawiają się problemy z zapamiętywaniem, uczeniem się nowych rzeczy. Nie udało się nam też odkryć, dlaczego czasem dochodzi do degeneracji komórek nerwowych. Nie wiemy dokładnie, w jaki sposób zachowujemy i odtwarzamy wspomnienia. Jaka część mózgu lub jaki proces odpowiada za naszą świadomość?

Czy myśli pan, że odpowiedzi na te pytania kryją się w DNA?

Gdy umieścisz materiał genetyczny w komórce jajowej, zaczyna się rozwijać nowy organizm, a w nim mózg dokładnie według przepisu zawartego w DNA. Jeśli zrozumiemy ten proces, dowiemy się też, jak mózg jest zbudowany. Oczywiście działanie mózgu jest o wiele bardziej skomplikowane, niż to wynika wyłącznie z jego budowy. Do funkcjonowania potrzebuje on danych z zewnątrz, dostarczanych m.in. przez oczy, usta, nos, a nawet mięśnie. To, czym jest, stanowi wypadkową jego budowy oraz bodźców, jakie docierają do niego z zewnątrz. Jednak badania procesów zachodzących w mózgu, np. tego, w jaki sposób działa nasza pamięć, z pewnością będą wymagały badań genetycznych.

Czyli poznawanie samego siebie można zacząć od DNA?

Zdecydowanie tak.





Prof. Walter Gilbert* jest pionierem biologii molekularnej. Za opracowanie metody sekwencjonowania DNA w 1980 r. otrzymał Nagrodę Nobla. Po przejściu na emeryturę zajął się fotografią artystyczną.