ŽIVA 3/2010 str. XLVII

Jaroslav Drobník

Druhého března přišla z Bruselu potěšitelná zpráva. Nový komisař John Dalli, který má v Evropské komisi na starosti transgenní, čili úředně geneticky modifikované plodiny, navrhl, že státy mohou, pokud chtějí, pěstovat průmyslový brambor Amflora. Ten poskytuje škrob složený pouze rozvětveného polymeru glukosy – amylopektinu – a proto se po chemické úpravě hodí jako aviváž pro textilní a papírenskou výrobu. Dobrá zpráva pro naše bramboráře na Vysočině i pro škrobárny.

Předchozí komisař Savros Dimas brambor zakázal, řídě se výhrůžkami některých organizací, že by jeho pěstování a zkrmování zbytků po získání škrobu mohlo vést ke vzniku patogenních bakterií necitlivých na určitá antibiotika. Důvodem byl gen označovaný nptII, který určuje necitlivost na antibiotikum kanamycín a byl vřazen z technických důvodů do buněk bramboru.

Obava z genu je pouze strašidlo na vrabce, jak víme z prohlášení čtyřiceti vědců, kteří se touto obavou zabývali na žádost Evropského úřadu pro bezpečnost potravin (EFSA). Prohlásili gen nptII za bezproblémový, protože se běžně vyskytuje všude kolem nás včetně naší potravy a tudíž i v nás. Ví to ostatně každý, kdo alespoň semestr studoval mikrobiologii. Jenže v oněch strašících organizacích mají jiné vzdělání nebo úmysly, a tak komisař Dalli svým rozhodnutím rozproudil kampaň obviňující ho, že nás vystavuje nebezpečí neúčinnosti antibiotik.

K tomu, abychom si udělali úsudek o skutečném stavu věcí, kde proti vědcům stojí samozvaní „vědečtí poradci“, je nejlépe zamyslet se nad tím, co jsou antibiotika a jak je to s necitlivostí na jejich působení.

Rád bych úvodem citoval z knihy „Jak se dělá evoluce“ kolegů Zrzavého, Storcha a Mihulky (str. 56): Na počátku je jemná křehká bylinka, již občas někdo sežere. Vyplatí se jí tedy investovat do výroby trnů a žahavých chlupů a těm, kdo ji žerou, nezbude než investovat do výroby nějakého protiopatření, třeba do tuhé kůže a do pohyblivého dlouhého jazyku, který se trnům vyhne. Bylina začne investovat do syntézy alkaloidů, predátor musí vynalézt protijed (nevynalezne-li, vyhyne a vynalezne jej konkurence). Na počátku je jemná křehká bylinka, kterou občas někdo sežral; na konci je trnitá a jedovatá obluda, kterou také občas někdo sežere.

Tak se dělá evoluce ve viditelné biologii a stejně je tomu v té pro nás neviditelné. V půdě, hrabance, mokřině, kompostu a leckde je mnoho potravy v podobě odumřelých zbytků, ale je tam i mnoho zájemců. Nastává tlačenice o zdroje. Trny a žahavé chlupy tady nejsou příliš v módě, zato chemické zbraně jen bují. Kromě stavebních látek těla, enzymů a dalších metabolických nezbytností se vyplatí investovat do chemikálií, které sousední konkurenty od stolu odpudí, ne-li přímo zničí. Sousedům nezbude než investovat do enzymů a jiných obranných nástrojů, které ty jedovatosti zneškodní, nebo dovolí je ignorovat. V této nám neviditelné společnosti se tak ustálí to, co se učí na vojenských školách: jedna strana vyvine zbraň a druhá musí zapnout, aby co nejrychleji měla obranu. Když je obrana uspokojivá, musí se vyvinout nová zbraň ….. A tak dokola...

Nyní si představme, že jeden člen tohoto chemického přetahování, nižší houba jménem Penicillium, podstrčí svou spóru pod víčko Petriho misky, kde na agarové půdě si pan Flemming pěstuje bakterie. Spóra vyklíčí v mycelium a to, jak je jeho přirozeností, začne produkovat chemikálii odstrkující a hubící konkurenci o potravu. Obětí jsou bakterie na agaru a pan Flemming vidí, že kolem mycelia je zóna, kde žádné nerostou. Začne pátrat po příčině a získá tu chemickou zbraň, kterou mycelium produkuje. Látku nazve, jak se sluší a patří, podle jména jejího výrobce „penicilin“.

Ukáže se, že chemický nástroj k obhajobě proti nevítaným ujídačům z prostřené mísy kdesi ve spadaném listí funguje i v těle živočichů včetně lidí. Je sláva veliká a obchod lukrativní. Mladí adepti mikrobiologie běhají s vysterilizovaným sáčkem a lopatičkou a sbírají kdejakou ornici a hnilotinu, aby pak v laboratoři pátrali, zda tam nejsou další podobné produkty bojů o potravu v mikrosvětě. A byly. Pocházely z organismů - byla to biotika - a působily proti jiným organismům – čili byla to anti-biotika.

Jak jsme viděli mezi organismy jako mezi armádami se vyvíjejí jak zbraně, tak také obrana proti nim. Proč tedy antibiotika měla jako zbraň takový úspěch a potlačila původce mnoha nemocí? Cožpak ty neměly protizbraň? Neměly. Bojovaly totiž na naprosto jiném bitevním poli. Letadlo obvykle nemá ochranu proti podmořským torpédům a ponorka se nemusí starat, aby nebyla vidět radarem. Bakterie působící záškrt se musí střetnout s protilátkami a zabijáckými lymfocyty, což jsou zcela jiné problémy nežli má třeba agrobakterium soupeřící s penicilliem o živiny ve spadlém jablku.

Jenže člověk použitím – a často zneužitím – antibiotik ta bojiště začal propojovat. Nejen jimi léčil i to, k čemu nebyla určena, třeba virózy, ale dokonce je dával drůbeži a jiným domácím zvířatům, aby rychleji přibývala. Patogenní mikroorganismy se s nimi setkávaly častěji a obranu si začaly budovat. Rychle se zjistilo, že geny pro necitlivost k antibiotikům jsou často na plasmidech, což jsou samostatné menší molekuly DNA, které si bakterie ochotně předávají. Přenos necitlivosti s bakterie na bakterii je snadný. Necitlivost se tak stala postrachem lékařů a zákonodárci na to reagovali tím, že zakázali antibiotika přidávat do krmení. Například v Rakousku teprve nedávno.

Proč se tedy přidávají geny necitlivosti do transgenních plodin? Jde o technickou pomoc. Vybraný gen se vnáší do jednotlivých buněk, kde se musí zapojit do souboru ostatních genů a pak se podílet na přepisování informace až do bílkovin, které jsou vykonavatelem požadované funkce nebo vlastnosti. Cesta je to dlouhá a počet buněk, ve kterých dospěje do zdárného konce, je malý. Jak ty povedené vybrat? Řekněme, že chceme přenést gen, který dodá jablku vůni broskve. Museli bychom po postupu vnášejícím gen ze všech použitých buněk regenerovat rostlinu, jabloně vysadit, počkat, až urodí jablka a ta ochutnávat. Přitom úspěšnost může být třeba jen procento. Tudy cesta nevede.

Proto se k žádanému genu přidá gen necitlivosti na antibiotikum a po přenosu tohoto tzv. konstruktu se buňky pěstují na půdě s přidáním patřičného antibiotika. Vyrostou jen ty, v nichž se konstrukt úspěšně zařadil a projevil, protože nepovedené gen necitlivosti nemají, nebo se neprojevil, a tak jim antibiotikum nedovolí růst. Vyroste tedy právě jen ono jedno procento úspěšných transformantů. S těmi se pak pracuje dál. Samozřejmě jsou metody, jak potom onen gen necitlivosti vyřadit. Dnes se používá místo antibiotik jako selekčního činitele herbicidů. Ale použití antibiotik je u dříve vyvinutých transgenních plodinách jaksi „zaběhaná“ metoda a odstraňování genu v pozdějších fázích není jednoduché.

Vraťme se však mezi běžné mikroorganismy třeba v půdě na louce, kde probíhá boj okolo stolu s živinami. Z kolotoče dění zbraň-obrana je zřejmé, že obranných prostředků bude nejméně tolik jako zbraní, spíše více. Tedy genů nesoucí necitlivost než genů pro výrobu antibiotik. Skutečně se zjistilo, že mikroorganismy isolované z půdy nemají necitlivost na jedno, ale hned několik antibiotik. Tím se dostáváme zpátky k bramboru Amflora a genu nptII. Kanamycin je jedno z mnoha antibiotik, - koncovka –mycin je u antibiotik známkou, že pocházejí z hub nebo příbuzných mikroorganismů (streptomycin ze streptomycet a podobně). Patří k oněm zbraním, které se vyvinuly ve společenstvu rozkladačů organických zbytků a tedy tam budou i geny necitlivosti.

Můžeme se proto vydat hledat gen nptII třeba do ornice. Najdeme ho skoro v každé desáté až dvacáté bakterii. Před lety, kdy se do transgenních odrůd používaly i geny necitlivosti na penicilin, sledovali přirozený výskyt takové necitlivosti mezi bakteriemi v půdě na Ecole Centrale de Lyon. Pod běžným kukuřičným polem bylo necitlivých 5,5 až 8% půdních bakterií a v půdě prérie překvapivě 54 až 70%. Uvážíme-li, že gram půdy je osídlen stovkami milionů až miliardou bakterií, je to úctyhodné množství; ale nic divného – půda prérie je na živiny chudá a boj je tvrdý. Na druhé straně nám to říká, proč vědecký panel prohlásil gen nptII za bezproblémový, neb je takřka všudypřítomný.

Je tu ještě jedna okolnost, která může uklidnit lékaře. Vědí dobře, že přenos genu bakterie – bakterie je běžný. Zato přenos rostlinná buňka – bakterie nikdo zatím přes mnohé snahy neprokázal. Odborníci i v teoretických úvahách o takové možnosti vyjmenovávají řadu zábran takové příhody...

Takže díky komisaři Dalli mohou naši bramboráři sázet brambor Amfloru na Vysočině a my budeme vědět, že se není čeho bát.