Starobylá DNA jako obraz minulosti. Pomůže nám oživit dinosaury?

Vzhledem k tomu, že aniv roce 2020, 28 let po prvním pokusu o přečtení takto staré DNA, se naše zoodinosaury nehemží, možná tušíte, že tak jednoduché to nebude. Pokud protentokrátnevezmeme v úvahu jinak neopomenutelnou etickou stránku věci, mělo by býtnaklonování dinosaurů a jiných vyhynulých zvířat s využitím dnešnítechnologie teoreticky možné. Jaké jsou tedy hlavní překážky ve výzkumu, a budevůbec možné je někdy odstranit?

Špatně zachovalé zkameněliny

Je důležité si uvědomit, že kosti,ze kterých se vědci snaží získat genetickou informaci, se kterou by pak mohlipracovat, jsou velmi staré – v případě dinosaurů až 245 milionů let. Jistěsi pak dokážeme představit, že pokud byly po takovou dobu vystaveny neúprosnýmživlům přírody, jako je střídání teplot, proudění podzemních vod, sluneční žárnebo rozklad půdními mikroorganismy, musí být hodně poškozené. A tomutopoškození podléhají i kýžené molekuly DNA. Občas jsou zkameněliny tak staré, žese v nich už DNA nenachází vůbec – mohla ji třeba odplavit zmiňovanápodzemní voda. Pokud se nám přeci jen podaří získat DNA ze vzorku staréhozhruba 100 let a více, nazýváme ji „starobylá DNA“ (aDNA z anglického ancientDNA). S tou se pak musí pracovat úplně jinak než se současnou DNA, protožeje tak poškozená, že stačí sebemenší kontaminace z prostředí a naše vzácnástarobylá DNA může být znehodnocena.

Jak na to?

Řekněme, že bychom chtěli přivéstzpět do našeho moderního světa takového dinosaura, který žil před 65 milionylet – například populárního Tyrannosaura. Máme k dispozici jeho zkameněloukostru. Ale co teď? Pro práci se starobylou DNA existují standardizovanépostupy – přesné protokoly očištění kostí, odběru vzorků i samotné izolace.

Na první problém pravděpodobně narazímev momentě, kdy se pokusíme odebranou DNA namnožit, abychom s ní mohlilépe pracovat. Jedním z procesů, kterým molekula DNA při chátránív zemi podléhá, je její lámání na stále menší a menší kousky, až budouúlomky nakonec tak krátké, že s nimi nepůjde pracovat, ani je namnožit. Čímstarší DNA, tím nalámanější je. Když se vědci pokouší namnožit DNA u mladšíchvzorků získaných třeba z mamuta, jsou úlomky dostatečně dlouhé, aby ses nimi pracovat dalo. Ovšem problém stejně nastává, pokud se do našehovzorku dostane jakákoli cizí DNA. A to se děje častěji, než byste hádali. Častostačí jediný neopatrný pohyb, jediné dýchnutí do zkumavky, položení víčkašpatnou stranou na pracovní plochu či nedokonalé umytí jakéhokoli nástroje avzorek je nenávratně kontaminovaný. Namnožit naši cílovou aDNA je pak užprakticky nemožné, protože moderní, mnohem zachovalejší DNA se mnohem ochotnějizapojí do reakce a starobylou DNA z ní často úplně vytlačí. A vědcům nezbude,než svěsit hlavu a pokusit se zopakovat celou reakci znovu.

Komár zalitý v pryskyřici. Módnídoplněk, který má však potenciál přivést zpět ze zapomnění nespočet dnes jižvyhynulých zvířat; alespoň podle výzkumů z 90. let 20. století.

Jak se vědci mýlili

              Nazačátku článku jsme si ale řekli, že se vědcům v devadesátých letechminulého století podařilo analyzovat DNA starou více než 65 milionů let. Jak totedy bylo doopravdy? Po vydání článku z roku 1992 se spustila vlna analýznejrůznějších kosterních materiálů ze všech možných období z historie Země.Vědci měli pocit, že budeme moci přečíst jakkoli starou DNA. Jak se ale tématuzačali více věnovat, uvědomovali si, že to jde nějak snadno. A výsledky, kterévycházely, nedávaly většinou moc smysl. Jak je možné, že jsme v genomudinosaura našli lidský mužský chromozom Y? Nemohla by to být spíš… kontaminace?

              Aopravdu tomu tak bylo. Postupně se zopakovaly všechny podezřelé analýzy,tentokrát s důrazem na správný výklad výsledků. A najednou bylo vše jasné.Žádná DNA dinosaura, ale kontaminace pracovníkem, který ji analyzoval! DNApradávné včely? Nikoli, kontaminace půdními bakteriemi. Nadšení ve vědeckékomunitě brzy opadlo a navíc byla zavedena velice přísná opatření pro práci sestarobylou DNA, aby se do budoucna předešlo podobným omylům. Při práci sevzorky musí pracovníci nosit speciální oděvy, ústenky a občas i dvě vrstvyrukavic.

Analýza aDNA je nesmírně náročná a má před sebou ještěspoustu překážek k překonání. Každým rokem se však dostává dál –v roce 2016 byla přečtena genetická informace řasy z mořskýchsedimentů starých 1,4 milionů let! Přitom ještě v roce 2013 nejstaršíanalyzovaný vzorek pocházel z období před cca 650 tisíci lety. Co sečlověka týče, máme přečtenou starobylou DNA ze zubu jeho předchůdce, Děnisovana.Tento zub je starý 110 tisíc let.

K čemu je tedy analýza aDNA dobrá?

Dinosaury se nám vnejbližší době zřejmě oživitnepodaří. Nemusíme však zoufat. Analýza starobylé DNA má mnohem více užitečnějšíchvyužití, než je zřízení dinosauří zoo. Vdobě, kdy lidským zaviněním denněvymírají desítky živočišných i rostlinných druhů, by se jistě hodilatechnologie, která tyto organismy přivede zpět a napraví tak naše zdánlivěnenapravitelné chyby. Co se dinosaurů týče, ti ovšem nebyli vyhubeni v důsledkuodlesnění nebo postavení přehrady. Dostali svou šanci a po dlouhých 180milionech let nadvlády nad světem vymřeli. Pokud někdy vyvineme nástroj, kterýmbudeme schopni spolehlivě přečíst jakoukoli starobylou DNA, neměli bychom seraději zaměřit na mladší druhy?

Další články: