Ľudia si bežne dávajú robiť genetické testy na určenie otcovstva aj toho, či bude ich bábätko zdravé. Je naozaj pravda, že až štvrtina mužov nie sú otcami detí, ktoré vychovávajú? Dá sa analyzovať DNA tak rýchlo ako v seriáloch CSI? O tom, ale aj o bezpečnosti GMO potravín a vplyve prostredia na našu DNA sa so známym genetikom docentom VLADIMÍROM FERÁKOM (79) rozprávala JULIÁNA BIELIKOVÁ.
Z času na čas preletia médiami informácie o tom, že až štvrtina mužov, ktorí sú v matrike zapísaní ako otcovia, nie sú biologickými otcami svojich detí. Naozaj to tak je?
Toto tvrdenie je úplný nezmysel. Zo Slovenska síce údaje nemáme, ale z iných populácií, z Nemecka, Veľkej Británie a z iných európskych krajín, kde sa pomocou testov DNA na túto otázku hľadala odpoveď, sa údaje pohybujú na úrovni niekoľkých percent. Štatistika nášho pracoviska zahŕňa iba takých mužov, ktorí si dali urobiť DNA test otcovstva, čiže zrejme mali dôvody o svojom otcovstve pochybovať. Testy ukazujú, že medzi nimi je približne 20 percent takých, ktorí naozaj nie sú otcami. Ale opakujem: to nie sú bežní príslušníci našej populácie, to sú muži, ktorí majú dôvod o svojom otcovstve pochybovať, inak by si nedali robiť test.
Stúpa záujem o testy otcovstva?
Stúpa, ale skôr preto, lebo čoraz viac ľudí vie o tejto možnosti. Pred desiatimi rokmi, keď sme začali DNA testy otcovstva vykonávať pre súkromných záujemcov (už oveľa skôr sa vykonávali pre potreby súdov), väčšina ľudí o tejto možnosti nevedela. Aj dnes sú predstavy často skreslené. Napríklad, ľudia sa často domnievajú, že test treba vykonať z krvi a dožadujú sa odberu krvi, hoci už dávno sa na celom svete ako štandardný zdroj DNA využíva výter ústnej sliznice; test je rovnako spoľahlivý, ibaže výter úst je podstatne jednoduchší úkon ako odber krvi. Ide zrejme o pozostatok termínu „krvná skúška“, ktorý sa ešte stále používa na mnohých súdoch namiesto presnejšieho „test DNA“.
Mnohí ľudia si dávajú robiť DNA testy, aj keď čakajú bábätko. Čo sa z nich zisťuje?
Pred narodením možno testom DNA napríklad určiť otcovstvo. Oveľa častejšie sa však vykonávajú testy zamerané na diagnózu genetických ochorení. Na našom pracovisku vykonávame najmä testy chromozómových porúch, z ktorých je najznámejší - aj najčastejší - Dawnov syndróm. Na to je však nutný odber plodovej vody. Už sú síce vypracované metódy, ktoré umožňujú urobiť test chromozómových aberácií aj z krvi tehotnej matky, pretože sa v nej nachádza určité množstvo DNA plodu, ale naše pracovisko ich nevykonáva. Ich pozitívny výsledok sa napokon väčšinou musí overiť testom z plodovej vody, ktorý je spoľahlivejší.
Venujete sa ešte aj genetickým testom pre políciu?
V osemdesiatych rokoch, keď som pôsobil na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Komenského, sme spolu s kolegami na Katedre molekulárnej biológie zaviedli - ako prví v rámci Československa - metódy analýzy ľudskej DNA a začali sme ich využívať pri diagnóze genetických ochorení, napríklad cystickej fibrózy, hemofílie, svalovej dystrofie a iných. Vtedy sme si uvedomili, že analýzu DNA možno použiť aj pri identifikácii osôb v kriminalistike, a začali sme vykonávať takéto analýzy v čase, keď to bola celosvetovo ešte úplná novinka.
Zaviedli sme to a niekoľko rokov sme vykonávali expertízy pre políciu v celom Československu. Ešte koncom osemdesiatych rokov sa nám podarilo analýzou DNA usvedčiť brutálneho vraha v Brne a neskôr, začiatkom deväťdesiatych rokov, deväťnásobného vraha Ondreja Riga v Bratislave a potom postupne veľa ďalších. Metódu sme neskôr odovzdali polícii, ktorá si vybudovala vlastné DNA laboratórium v rámci Kriminalisticko-expertízneho ústavu, kde teraz vykonávajú DNA identifikáciu profesionáli.
Ľudia majú z amerických seriálov často skreslené predstavy o tom, ako to funguje. V nich prídu policajti, odoberú vzorky a už po pár hodinách vedia, že to súhlasí s podozrivým. Koľko to však trvá v realite?
No, teoreticky sa to dá urobiť pomerne rýchlo, ale závisí to od toho, o aký materiál ide. Kriminalistické stopy bývajú často dosť pofidérne a je s nimi dosť veľká babračka, než sa z nich získa DNA. Ak je to celkom jasná stopa, napríklad krvná stopa na čistej látke, tak izolácia DNA trvá krátko, rovnako jej analýza.
To sa dá teoreticky urobiť v rámci jedného dňa. Ale to je skôr iba teória. V praxi už čaká na analýzu a vyhodnotenie hádam sto predchádzajúcich prípadov a tento treba zaradiť na stoprvé miesto. Ale hlavne - zvyčajne treba niektoré kroky opakovať, napríklad zvýšiť či znížiť koncentráciu DNA, aby sa dosiahol presne čitateľný výsledok, vykonať doplňujúce analýzy a podobne. V praxi preto výsledok obyčajne nebýva k dispozícii skôr ako o niekoľko dní.
Dá sa z hocičoho, čo pochádza z ľudského tela, vytiahnuť DNA?
Zo všetkých buniek okrem červených krviniek. Vo všetkých bunkách jedinca je DNA rovnaká. Je teda jedno, aké bunky sa na extrakciu DNA použijú. Ale v praxi sa štandardne robí výter ústnej sliznice. Dnešné metódy analýzy DNA sú o veľa rádov citlivejšie a neporovnateľne presnejšie ako tie, s ktorými sme pred tridsiatimi rokmi začínali.
Pôvodne sme na jednu analýzu potrebovali extrahovať DNA z 20 mililitrov krvi, potom z desiatich, piatich, z jedného - a teraz už postačuje malá kvapka alebo tá trocha buniek získaných výterom úst. Ale to hovoríme o človeku, ktorého DNA ideme porovnávať s nejakou biologickou stopou. A tá môže byť všelijaká: nielen krvná škvrna či sperma, ale napríklad aj bunky z pier fajčiara, zachovaných na cigaretovom ohorku, či bunky, ktoré ostanú na predmete, ktorý ktosi držal v ruke.
Ibaže v týchto prípadoch hrozí, že získame zmes dvoch či viac DNA, keďže predmet mohlo držať v ruke niekoľko ľudí, takže interpretácia nálezu môže byť problematická. A pokiaľ ide o presnosť: dnes štandardne používaná sústava vyšetrovaných znakov DNA dosahuje prakticky absolútnu diskriminačnú schopnosť: dokáže od seba odlíšiť ľubovoľných dvoch jedincov okrem jednovaječných dvojčiat.
Pomáhali ste vyriešiť aj prípad sériového vraha Ondreja Riga, spomínali ste, že ste aj predtým pracovali na prípade vraždy v Brne. O čo išlo?
O mimoriadne brutálnu vraždu vysokoškolskej študentky na jednom z internátov v Brne. Polícia našla potenciálneho páchateľa, teda podozrivého, prakticky okamžite a zhromaždila niekoľko nepriamych dôkazov. Bol však problém nájsť spoľahlivý priamy dôkaz. Nakoniec sa našla na mieste činu krvná stopa, ktorá nepatrila tej nešťastnici, ale DNA testom sme odhalili, že s vysokou pravdepodobnosťou patrila podozrivému.
Vtedajšia batéria DNA markerov ešte úplne jednoznačnú identifikáciu neumožňovala. Súdu však tento dôkaz, v kombinácii s ďalšími nepriamymi dôkazmi, na vynesenie rozsudku stačil. Bolo to asi dva roky pred Rigom. Išlo o jednu z prvých identifikácií páchateľa pomocou analýzy DNA v Európe, mimo Veľkej Británie.
Ako ste sa vlastne dostali k identifikovaniu páchateľov?
Ako som už spomínal, najprv sme na Prírodovedeckej fakulte UK zaviedli metódy diagnózy genetických ochorení pomocou analýzy DNA. Pri vôbec prvej prenatálnej diagnóze cystickej fibrózy nám dodali choriové klky plodu. Chorion je predchodca placenty a v 11. alebo 12. týždni tehotenstva sa z neho dajú odobrať klky, ktoré patria plodu. Z nich sa dá extrahovať DNA. Vyšlo nám, že plod je síce prenášač mutácie ako obaja jeho rodičia, ale že by mal byť zdravý. Postihnutý by bol len vtedy, ak by od oboch rodičov zdedil mutáciu. Lenže dieťa sa narodilo postihnuté.
Išlo pritom o prvý prípad prenatálnej diagnózy cystickej fibrózy v Československu. Boli sme z tohto omylu úplne zdeptaní, nevedeli sme si ho vysvetliť; navyše takýto diagnostický omyl úplne diskreditoval metódu DNA diagnostiky. Všetky vzorky sme preto poslali kolegovi do Veľkej Británie, nech to overí. Vyšlo mu presne to isté, čo nám. Jediné možné vysvetlenie bolo, že to, čo nám dali gynekológovia, nebol materiál plodu, ale matky.
Teda že nám nedodali choriový klk, ale kúsok maternice. Potrebovali sme to však dokázať. A krátko predtým vedci akurát objavili variabilné úseky DNA, ktoré sa dnes štandardne používajú na kriminalistickú identifikáciu. Rozhodli sme sa zaviesť u nás identifikáciu týchto úsekov a dokázať, že DNA patrila matke a nie plodu. A naozaj sme to aj dokázali. Pritom sme si uvedomili, že metódu možno použiť v kriminalistike na identifikáciu osôb, a hneď sme na tom začali pracovať.
Učíte ešte na Prírodovedeckej fakulte?
Na Prírodovedeckej fakulte UK som strávil celý svoj profesionálny život, až do dôchodku pred desiatimi rokmi. Ale nechce sa mi len tak nečinne sedieť, preto sme s kolegami založili firmu zaoberajúcu sa analýzou DNA, ktorá je dnes súčasťou firmy GHC Genetics. Niekoľko rokov som ešte pokračoval v pedagogickej činnosti - prednášal som genetiku človeka, molekulárnu genetiku človeka a evolučnú biológiu a donedávna som prednášal na Masarykovej univerzite v Brne, ale dnes už pedagogicky nepôsobím.
Často sa hovorí o civilizačných chorobách, o tom, že znečistené prostredie dokáže ovplyvniť našu štruktúru DNA. Naozaj je to tak?
Niektoré chemické látky v životnom prostredí môžu vyvolať mutácie v DNA, ktorých dôsledkom môžu byť dedičné alebo nádorové ochorenia. To je známe už dávno a množstvo takýchto chemických mutagénov je identifikovaných a ich biologický vplyv je dnes dobre preštudovaný. Zjednodušene možno povedať, že sú to látky, ktoré menia sekvenciu základných stavebných jednotiek DNA, báz, označovaných písmenami A, C, G a T.
Navyše existujú chemické látky (ale aj iné vplyvy), ktoré síce nemenia sekvenciu báz v DNA, ale chemicky pozmenia niektoré bázy tak, že na ne pridajú chemickú „značku“. Takto označený úsek DNA, napríklad gén, potom nefunguje alebo, naopak, funguje vtedy, keď nemá, alebo tam, kde by fungovať nemal. Takéto vplyvy sa nazývajú epigenetické a, ako som už povedal, môžu ich vyvolať chemické či fyzikálne činitele, ale aj, povedzme, stres, infekcia či iné faktory.
Epigenetické vplyvy faktorov vonkajšieho prostredia sú oveľa menej preskúmané ako mutagénne vplyvy a sú dnes predmetom intenzívneho záujmu. O tom, že epigenetické modifikácie DNA existujú, niet najmenšieho sporu, spor vyvoláva len otázka, či sa môžu preniesť do ďalších generácií, alebo nie, teda či sú dedičné.
Niekoľko príkladov prenosu epigenetických modifikácií do ďalších generácií je známych zo štúdia experimentálnych organizmov, napríklad myší. Príklady u človeka sú oveľa menej presvedčivé. Môj postoj k tejto možnosti, teda k možnosti dedičnosti získaných vlastností, je - ak sa smiem vyjadriť diplomaticky - veľmi rezervovaný.
Pýtam sa preto, lebo sa neustále opakujú rôzne informácie o GMO potravinách, ktoré vraj sú nebezpečné. Niektoré z tých informácií sú až hysterické.
Niet ani teoretický dôvod očakávať, že by GMO mohli byť nebezpečné pre ľudské zdravie, ani nič také nepotvrdzuje empíria - a tá je dnes už založená na miliardách skonzumovaných jedál obsahujúcich GMO potraviny, napríklad v USA a v iných krajinách, v ktorých okolo GMO nevládne taká iracionálna hystéria ako v Európe.
Napokon, pred niekoľkými mesiacmi publikovala Svetová zdravotnícka organizácia výsledok metaanalýzy, teda analýzy všetkých dovtedy publikovaných výsledkov výskumov s celkom jednoznačným výsledkom, že GMO potraviny nemajú negatívny vplyv na ľudské zdravie. Ale nezaoberala sa prípadnými inými vplyvmi, napríklad environmentálnymi alebo ekonomickými.
V poslednom čase sú populárne genografické testy. Čo to vlastne je?
Azda každého zaujímajú jeho predkovia a chce sa dozvedieť čo najviac o tom, odkiaľ pochádzajú. Práve túto informáciu mu poskytne genografický test DNA. Nie je to však informácia o tom, z ktorej doliny či dediny pochádzajú jeho starí rodičia, ale o tom, z ktorej geografickej oblasti Európy pochádzajú jeho veľmi dávni predkovia, teda predkovia, ktorí žili pred niekoľkými tisícročiami. Sú dva typy takýchto testov: jeden pátra po mužskej a druhý po ženskej línii predkov.
Ten, ktorý sa týka mužskej línie, je založený na analýze DNA chromozómu Y. Tento chromozóm majú výlučne muži a každý ho zdedí celý od otca, ten zasa od svojho otca, ten opäť od svojho otca... V ktorejkoľvek minulej generácii teda existoval len jeden muž, od ktorého som zdedil svoj chromozóm Y. Na ostatných chromozómoch je situácia iná. V každej generácii sa premiešavajú úseky DNA chromozómu matky s úsekmi chromozómu otca, takže každý chromozóm - okrem chromozómu Y - je vlastne mozaikou úsekov materského a otcovského pôvodu.
Iba chromozóm Y pochádza vždy celý od jedného konkrétneho muža ľubovoľnej predchádzajúcej generácie. Genografickým testom DNA identifikujeme súbor znakov na DNA chromozóme Y, o ktorom vieme, kedy v minulosti vznikol (mutáciami na DNA) a v ktorej oblasti sveta sa to stalo. Inými slovami, test nám umožňuje povedať, z ktorého regiónu pochádza chromozóm Y testovaného muža a kde sa nachádzal v čase, keď na DNA tohto chromozómu vznikol (mutáciami) nájdený súbor znakov, takzvaná haploskupina.
Tým regiónom najčastejšie býva niektorá oblasť Európy (napríklad Škandinávia, Balkán, stredomorská oblasť a podobne), zriedkavejšie oblasť mimo Európy (Blízky východ). A čas sa meria najčastejšie na tisícročia. Vďaka rozsiahlym genetickým výskumom sú informácie o niektorých haploskupinách veľmi podrobné a neraz bývajú mimoriadne zaujímavé.
Ako sa testujú ženskí predkovia?
Analýzou takzvanej mitochondriálnej DNA. Tá nie je uložená v bunkovom jadre, kde je obrovská väčšina DNA, ale v mitochondriách, čo sú drobné útvary v bunkách. Každý ich zdedil od matky, tá od svojej matky... Zdedia ich síce aj synovia, ale tí ich do ďalšej generácie neprenesú. Ide o zrkadlovú situáciu ako pri chromozóme Y. Aj výsledok mitochondriálneho genografického testu DNA je podobný, ako pri Y-teste, lenže sa týka ženskej línie predkov.
Hlavných mitochondriálnych haploskupín je v našej populácii, aj inde v Európe, približne desať, z nich sedem je pomerne častých a v odbornej literatúre sa označujú písmenami H, J, K a podobne, ale anglický genetik Bryan Sykes im priradil ženské mená Helena, Jasmína, Katarína - takže bežne sa hovorí o „klane“ Heleny, Jasmíny a podobne. Geografický pôvod a osud týchto „klanov“ je veľmi dobre preskúmaný a často fascinujúci.
Na čo to slúži?
Pomocou analýzy DNA chromozómu Y a mitochondriálnej DNA príslušníkov rozličných populácií jednotlivých kontinentov sa genetikom podarilo veľmi presne zrekonštruovať priebeh osídľovania jednotlivých oblastí sveta ľuďmi súčasného typu, teda príslušníkmi druhu Homo sapiens. Práve na základe výsledkov tohto výskumu s istotou vieme, že všetci dnes žijúci ľudia, nech žijú kdekoľvek, majú pôvod v Afrike.
Že ich predkovia z Afriky vyšli pred 60-70-tisíc rokmi, pravdepodobne len v jednej migračnej vlne a postupne osídlili najprv Áziu a ako druhý kontinent Austráliu, čo je dosť prekvapujúce, lebo našinec by skôr očakával, že najprv išli do Európy. Tá však vtedy bola osídlená neandertálcami a pre potomkov Afričanov príliš chladná. Hlavná migračná cesta šla po pobreží Indického oceánu na Papuu-Novú Guineu a odtiaľ do Austrálie.
Až neskôr, pred približne 45-tisíc rokmi, sa ľudia dostali z Ázie do Európy, kde sa ešte stretli s neandertálcami a pravdepodobne prispeli k ich vyhynutiu, a neskôr prenikli z východnej Ázie na americký kontinent. To sa stalo pravdepodobne pred 15-tisíc rokmi. A úplne nakoniec ľudia osídlili Polynéziu. Vystopované sú aj lokálne putovania, napríklad v rámci Európy a Ázie.
Je zaujímavé, že ide o výsledky pôvodne založené výlučne na analýze DNA dnes žijúcich ľudí. Iba v posledných niekoľkých rokoch sa darí získavať a analyzovať vzorky DNA z kostrových pozostatkov ľudí, ktorí žili pred tisícročiami; donedávna totiž neboli vyvinuté potrebné metódy. Výsledky týchto analýz väčšinou veľmi presne potvrdzujú to, čo sa predtým zistilo štúdiom súčasných ľudských populácií.
