Článek
Čtete ukázku z newsletteru TechMIX, ve kterém Pavel Kasík a Matouš Lázňovský každou středu přinášejí hned několik komentářů a postřehů ze světa vědy a nových technologií. Pokud vás TechMIX zaujme, přihlaste se k jeho odběru!
Venter si liboval v roli prorockého rebela. Jeho jachta se nejmenovala Sorcerer II (Čaroděj II) náhodou, stejně jako nebyly náhodou jeho extravagantní výroky: Jednou například nadhodil, že bychom do dalekého vesmíru mohli posílat lidi pouze v podobě molekul DNA a na cílové planetě je nechat sestavit znovu. Některé jeho nápady byly průlomové, jiné spíš svérázné, ovšem jeho vliv na poli genetiky je zcela nepopiratelný.
Pro Venterův život se hodí otřepané klišé, že měl život jako z románu. Narodil se v roce 1946 v Salt Lake City, část mládí strávil podle vlastních slov jako „plážový povaleč“ a surfař v jižní Kalifornii, kterému se moc do studia nechtělo. Aby se vyhnul riziku odvodu do armády a převelení někam, kam nechtěl, přihlásil se dobrovolně jako zdravotník u amerického námořnictva do války ve Vietnamu.
Strávil tam rok a údajně „to bylo jako M*A*S*H, jen bez humoru a hezkých žen“, shrnul později v rozhovorech. Ve stresu se pokusil o sebevraždu (vyplaval na moře s odhodláním se nevrátit), ale na poslední chvíli změnil názor. Z války se vrátil s odhodláním studovat medicínu, nakonec ale skončil u biochemie a doktorátu z fyziologie a farmacie.
Skutečným zlomem pro něj bylo pořízení jednoho nového přístroje. V roce 1987, kdy už vedl laboratoř v amerických Národních ústavech zdraví (NIH), si koupil jeden z prvních automatických sekvenátorů, tedy přístrojů na „čtení“ DNA. Venter této technologii propadl. Zbytek kariéry strávil ve společnosti zařízení, která dělala v podstatě totéž, jen v každém dalším pokolení o několik řádů efektivněji.
Rozporuplné vítězství
Pokud se kdy dostal do širšího veřejného povědomí, bylo to kvůli jednomu dramatickému závodu. Na začátku 90. let totiž běžel mezinárodní Projekt lidského genomu – astronomicky drahý, veřejně financovaný a v některých kruzích považovaný za „cestu na Měsíc v biologii“. Vedl ho šéf NIH Francis Collins a podílely se na něm desítky laboratoří po celém světě. Projekt měl trvat 15 let a stát asi tři miliardy dolarů.
Venter měl ale jiný plán. Podařilo se mu sehnat investory a v roce 1998 byla založena jeho společnost Celera Genomics, která slibovala, že přečte lidský genom rychleji a levněji než celý zbytek planety dohromady.
Venter chtěl uspět s alternativní metodou, tzv. „shotgun sequencing“ (tedy „brokovnicové sekvenování“). V odborných kruzích byla kontroverzní, protože panovaly obavy, že nebude dost přesná. Spočívá v tom, že se genom rozseká zcela náhodně na obrovské množství krátkých úlomků. Ty se pak „přečtou“ (a to několikrát). A pak pověříte počítač, aby se z těchto kousků pokusil sestavit původní „text“ DNA.
Hrubou analogií řečeno to tedy je, jako byste rozstříhali deset kopií jedné knihy úplně náhodně na proužky o pěti slovech, vše smíchali dohromady a pak požádali počítač, ať podle překryvů knihu znovu složí. Pokud máte dost překryvů a slova jsou dostatečně specifická, půjde to.
Nakonec se ukázalo, že původní metody výzkumného konsorcia kolem NIH a cesta Venterova týmu se poměrně dobře doplňovaly. „Brokovnicová“ metoda by se mohla v lidském genomu snadno „ztratit“, ale měla k dispozici veřejně dostupná data od NIH, díky které bylo možné ji řídit a v genomu se zorientovat.
Akademiky dráždilo, že Venterova firma své průběžné výsledky poskytovala zájemcům za peníze předtím, než je zveřejnila. Ale přitom by se ve své práci neobešla bez zdarma dostupných výsledků z NIH a dalších laboratoří. Ve výsledku tak Venter postupoval rychleji nejen díky vlastní metodě, ale i proto, že se přiživoval na práci konkurence.
Atmosféra byla, mírně řečeno, napjatá. Tom Ellis, dnes syntetický biolog z Imperial College, který tehdy o víkendech jako šestnáctiletý student pracoval na Sangerově institutu pro veřejný projekt, to nedávno shrnul lakonicky: „Venter rozhodně nebyl na mém vánočním seznamu pohlednic.“ Český genetik Václav Pačes to glosoval bez eufemismů: „Francis Collins a Craig Venter se potom nenáviděli.“
Závěrečná kapitola bitvy genetiků se odehrála 26. června 2000. Prezident Bill Clinton oba znepřátelené hráče pozval do Bílého domu – podle Pačese „téměř násilím“ – aby tam společně oznámili, že lidský genom byl přečten. Jako by se nic nestalo.
Oba protagonisté své role sehráli skvěle, ale mezi řádky bylo slyšet, že vztahy nejsou narovnané. Collins při uvítání označil Ventera za muže, který je „výřečný, provokativní a nikdy spokojený“ a „přivedl nás k novému způsobu uvažování o biologii“.
Zpětně se ukázalo, že Venter nechtěl být jen čelní postavou projektu, ale i jeho subjektem. Pět vzorků DNA, z nichž firma Celera skládala lidský genom, mělo být formálně anonymních. Jeden z nich ale patřil Venterovi samotnému. Když pak v roce 2007 jeho institut zveřejnil první kompletní genom konkrétního člověka, byl to opět Venter. Stal se tak prvním jedincem v dějinách, jehož DNA si svět mohl přečíst od začátku do konce.
Vlastní genom mu nestačil
Od čtení DNA pak samorost Venter zamířil k psaní. V roce 2010 jeho tým oznámil vytvoření první buňky řízené plně syntetickým genomem. Vědci vzali existující bakterii, „vyrobili“ v počítači její genom ve formě dlouhé sekvence písmen DNA, ten pak v laboratoři chemicky sestavili a vložili místo původní genetické informace do prázdné buňky. A ta začala fungovat podle nového návodu.
Média tehdy psala o „uměle stvořeném životě“. Realita byla mnohem prozaičtější. Šlo o nahrání nového operačního systému do počítače, který si vědci nevyrobili sami. Buněčné prostředí, do něhož se syntetický genom vložil, bylo zcela přirozené. „Život od nuly“ – od atomů přes molekuly až po fungující buňku – zůstává mimo dosah dodnes.
Pokračováním stejné myšlenky byl v roce 2016 minimální syntetický genom – pokus o odpověď na otázku, kolik genů potřebuje živá buňka, aby vůbec fungovala. Výsledná bakterie měla 473 genů (člověk jich má zhruba 20 000). U 149 z nich přitom autoři v roce 2016 nedokázali říci, k čemu vlastně slouží. Za uplynulé desetiletí se část záhady podařilo rozluštit, ale i u nástupnické verze, na které se pracuje dál, zůstává funkce zhruba pětiny genů neznámá.
Mezitím Venter trávil čas i na své jachtě, kterou objel svět a u každého zastavení nabíral vodu, aby zjistil, co v ní žije. Jenom z této expedice jeho institut získal vzorky genů z milionů mikrobů.
Mimochodem, každý mililitr mořské vody obsahuje zhruba milion bakterií a deset milionů virů – nic z toho pouhým okem neuvidíte. Když jej kdosi obvinil, že jde o pouhý „lov“, Venter namítl, že přesně tak svého času postupoval i Darwin. Je to velmi sebevědomý, leč pádný argument.
Loudavá revoluce
Co z toho všeho dnes zbývá? Pokud by se Venter před čtvrtstoletím podíval, co bude v roce 2026, byl by zřejmě nadšený i zklamaný zároveň.
K nadšení by měl dobrý důvod. Cena za přečtení kompletního lidského genomu klesla z původních miliard na řády stovek až nízkých tisíců dolarů – Venterova vlastní cena za „genom za tisíc dolarů“, kterou v roce 2002 vypsal, byla dávno překonána.
Genetické testy se staly běžnou součástí medicíny. Onkolog dnes z biopsie nádoru během několika dní zjistí, jaké mutace ho pohánějí, a podle toho zvolí léčbu. Prenatální neinvazivní testování odhalí závažné chromozomální poruchy plodu z mateřské krve. Geneticky upravené mikroby vyrábějí lék proti malárii artemisinin a celou řadu dalších klíčových léčiv (i když řada lidí je proti GM potravinám, proti GM lékům prakticky nikdo neprotestuje).
Dnešní mRNA vakcíny, které během pandemie covidu zachránily zřejmě nízké jednotky milionů životů, by bez infrastruktury postavené Venterovou generací neexistovaly v podobě, v jaké je známe.
Důvody ke zklamání by ale Venter měl také. Velký slib z přelomu tisíciletí – že přečtení genomu povede k brzkému vyléčení rakoviny, Alzheimera, infarktu – se naplnil jen z malé části.
Důvod je hloupě jednoduchý: Živá buňka není stavebnice z lega, jak se rané syntetické biologii zdálo. Geny mezi sebou interagují v sítích, které se v laboratorní zkumavce chovají jinak než ve skutečném organismu. Programovatelná biologie, kde by vědci „napsali“ požadovaný organismus jako řádky kódu, zůstává hudbou budoucnosti. A nejspíš ještě hodně daleké.
Mezitím se ovšem na obzoru rýsují otázky, které se před dvaceti lety v takové podobě nedaly tušit. Syntetická biologie se stala technologií „dvojího užití“ – lze ji stejně dobře použít k léčbě nemocí jako ke konstrukci nových patogenů. AI systémy, které dnes umí navrhovat proteiny i genetické okruhy, tuto dvojsečnost ještě posilují. Regulace pokulhává a nemá to jednoduché řešení.
Venter se na nepřehledné a velmi živé biotechnologické scéně pohyboval prakticky až do konce života (ostatně v jednom z posledních rozhovorů prohlásil, že odchod do důchodu pro něj byla smrt). Jeho institut v San Diegu má letos otevřít nové sídlo, na jehož přípravách se Venter ještě před několika měsíci podílel.
Ale to už je minulost. První člověk, jehož DNA svět přečetl do posledního písmene, už má svůj zajímavý život za sebou. A my pořád nevíme, jak z těchto „písmen“ vznikla mimořádná osobnost, kterou byl.
V plné verzi newsletteru TechMIX toho najdete ještě mnohem víc. Přihlaste se k odběru a budete ho dostávat každou středu přímo do své e-mailové schránky.
