Biolog Alfonso Martínez Arias hájí názor, že geny neurčují jedinečnost člověka; objevil totiž člověka, který má dva odlišné genomy.
Karen Keeganová. Když bylo Karen Keeganové 52 let, selhaly jí ledviny. Naštěstí měla tři děti, které jí byly ochotné ledvinu darovat. Lékaři provedli genetické testy, aby zjistili, který potomek je nejvhodnější, a čekalo je velké překvapení: Paní Keeganová měla dvě různé sekvence DNA, dva genomy, podle toho, na kterou buňku jste se zaměřili.
Biolog Alfonso Martínez Arias v článku pro webovou verzi listu El País z toho vyvozuje, že DNA neurčuje identitu člověka. Nebo alespoň ne v tom smyslu, jak se role DNA běžně chápe.
„Organismus je dílem buněk. Geny pouze poskytují materiál pro jejich práci,“ říká Martínez Arias. Jedincova sekvence DNA není návodem k použití ani stavebním plánem jeho těla, ale krabicí nástrojů a materiálu pro skutečného architekta života: buňku. Tento biolog tvrdí, že v molekule DNA není nic, co by vysvětlovalo, proč je srdce umístěno vlevo, proč je na ruce pět prstů nebo proč mají bratři-dvojčata různé otisky prstů.
Říká, že buňky jsou to, co „řídí čas a prostor“ organismu. To ony vědí, kde je pravá a levá strana a kde přesně má končit noha člověka nebo chobot slona. Alfonso Martínez Arias čtyři desetiletí na univerzitě v Cambridgi zkoumal, jak se osamocená buňka s jedinečnou sekvencí DNA – oplodněné vajíčko – dokáže množit a stát se jedincem s miliardami buněk specializovaných na různé úkoly.
„Často vyvstává otázka, jak je možné, že z tak podobných genomů mohou vzniknout tak odlišní živočichové, jako jsou mouchy, žáby, koně a lidé. Skutečným zázrakem však je, jak může stejný genom vybudovat v jednom organismu tak odlišné struktury, jako je oko a plíce. Přiznejme buňkám zásluhy, které mají,“ říká Martínez Arias, který pracuje na Univerzitě Pompeu Fabra v Barceloně.
Nejdůležitější moment života Španělský výzkumník s odkazem na svého britského kolegu Lewise Wolperta zdůrazňuje: „Nikoliv narození, svatba nebo smrt, ale gastrulace je skutečně nejdůležitějším obdobím vašeho života.“ Martínez Arias přirovnává tuto fázi embryonálního vývoje k buněčnému tanci s dokonalou choreografií. Přibližně dva týdny poté, co se spermie a vajíčko spojí, vzniká koule tvořená přibližně 400 buňkami a pak dochází ke gastrulaci: tanci, který trvá šest dní a končí tím, že se z malé koule stane první náčrtek jedince.
V této nové dvacetidenní struktuře jsou již rozeznatelné tři osy budoucího člověka: levá a pravá, nahoru a dolů, břicho a záda. Tyto první dny těhotenství nejsou příliš probádané kvůli zřejmým fyzickým a etickým překážkám, které brání přímému pozorování procesu.
Španěl a jeho kolegové z laboratoře v Cambridgi přiměli embryonální kmenové buňky – získané ze zbytků embryí z klinik pro léčbu neplodnosti – vytvořit trojrozměrnou strukturu podobnou výsledku gastrulace: náčrt člověka, ale bez zárodku mozku nebo tkání, které by vytvořily placentu. Své výsledky publikovali v časopise Nature.
Martínez Arias se domnívá, že tyto struktury, nazývané gastruloidy, které částečně napodobují lidské embryo, „jednoznačně ukazují, že buňky jsou mistry konstrukce a že v genomu není žádný plán, který by řídil jejich činnost“. Biolog měl poprvé v dějinách možnost žasnout nad procesem podobným tomu, co se děje v matčině lůně: nad dokonalou choreografií, v níž spolu buňky komunikují prostřednictvím sil a chemických signálů a nakonec obsadí své místo, jako by přesně věděly, co je jejich cílem.
„Tato schopnost sebeorganizace by mohla být základní vlastností buněk,“ vyslovuje hypotézu výzkumník, který se odvolává na velkolepé techniky francouzského neurobiologa Alaina Chédotala, jež umožňují vizualizovat buněčnou strukturu embryí. Gastruloidy vznikají pouze při použití určitého počtu buněk. Buňky tedy umějí počítat. Pokud jich není 400, tanec gastrulace nezačne. Všechny mají v jádře stejnou molekulu DNA, ale každá buňka čte jen několik úseků a specializuje se na určité úkoly. Proto nebude mozková buňka vypadat stejně jako kožní, přestože má stejnou DNA a pochází ze stejného oplodněného vajíčka.
„Gastruloidy jsou důkazem, že konfederace buněk má schopnost spolupracovat, interpretovat signály od sebe navzájem i z prostředí a vybírat si, které geny použít a kdy,“ říká biolog a provokativně opakuje: „Geny nejsou naše identita.“
Nové poznatky o fungování buněk přepisují podle Martíneze Ariase příběh života. „Stále toho moc nevíme o tom, jak jsou buňky organizovány, aby využívaly genom, ale první odpovědi jsou na světě a začínají se projevovat v našich buněčných zázracích podobných embryím nebo organoidům. Naše století bude stoletím buňky,“ prohlašuje.
Zdroj: Universum - 3/24
