Panie profesorze, czy mamy w genach zapisane cierpienia naszych przodków? Czy można odziedziczyć dotkliwe wspomnienia, ślad po traumie wojennej albo jakimś bólu, którego doznał nasz pradziadek?
- Generalnie nie. Cechy nabyte nie przekładają się bezpośrednio na zapis naszej informacji genetycznej. Nie powodują zmiany w genach.
To dlaczego mówi się, że dzieci osób, które przeżyły wojnę często dziedziczą rozpacz po rodzicach? Czy chodzi tutaj o dziedzictwo rozumiane jako kod zachowań?
- Tak, te doświadczenia, które są przekazem od rodziców to, jak pani mówi, kod zachowań, kod kulturowy, ale z punktu widzenia genetyki nie dotyczy zmian kodowanych w DNA. Podobnie jak pewne cechy psychiczne, lęki, które mogą być przenoszone na dzieci poprzez zachowania rodziców, ale to nie jest dziedziczenie uwarunkowane genetycznie.
Skoro więc nasze myśli i uczucia nie psują nam genów, rozumiem, że nie mogą ich również ulepszać? Jak więc człowiek z myślą o przyszłych pokoleniach powinien dbać o swój genom? Czy my w ogóle możemy coś zrobić dla potomnych z punktu widzenia genetyki?
- Nie wierzę w ulepszanie genomu. Natomiast niewątpliwie środowisko, w którym żyjemy, ma olbrzymie znaczenie. Szereg zmian wynikających z rozwoju przemysłu, stosowania nawozów sztucznych oddziałuje na nasze zdrowie i może niekorzystnie wpływać na nasz genom. Ale to są mutacje typu somatycznego i nie będą przekazywane z pokolenia na pokolenie.
Dziedziczymy tylko te zmiany, które występują w gametach. Przekazujemy tylko te warianty, które dostajemy po rodzicach albo te, które są wynikiem mutacji powstałych na wczesnych etapach rozwoju zarodka. Część z nich jest odpowiedzialna za choroby dziedziczne.
A co możemy ulepszyć dzięki genetyce, skoro z genomem nie da się nic zrobić?
- To, co będziemy na pewno mogli robić, to stosować terapię genową, ale w większości przypadków będzie ona miała również charakter somatyczny, czyli będzie to ingerencja w genom, ale wprowadzone zmiany nie będą przekazywane z pokolenia na pokolenie.
Od kiedy Mendel sto pięćdziesiąt lat temu rozpisał modele dziedziczenia, sporo się w laboratoriach zdarzyło. W ilu procentach dziś znamy tę najpiękniejszą mapę świata, czyli mapę człowieka?
- W zasadzie znamy ją w stu procentach, i to już od prawie 10 lat.
Poznaliśmy terytorium, ale nie do końca jeszcze wiemy, według jakich zasad możemy się po nim poruszać?
- Genetyka to nauka o dziedziczeniu i zmienności. Znamy już "wzorcowy genom", ale całe piękno genetyki polega właśnie na zmienności, czyli na tych wszystkich wariantach, które mogą się ujawnić w genomie. Informacje na ten temat są w tej chwili gromadzone. Mam tylko wątpliwości, czy potrafimy dzisiaj ogarnąć tę wiedzę, która jest w genomie zakodowana.
Niemniej znamy genom, potrafimy DNA każdego człowieka zsekwencjonować, czyli poznać układ podstawowych cegiełek, z których składa się nić DNA. Co nie znaczy, że znamy pełną informację i pełną zmienność, która przekłada się na to, jacy jesteśmy. To poznamy z czasem.
A jaki obszar tego poznania dziś najbardziej spędza sen z powiek genetykom?
- Genetyka człowieka w olbrzymim stopniu zaangażowana jest w poznanie defektów, które odpowiedzialne są za choroby uwarunkowane genetycznie. Chociaż potrafimy diagnozować większość znanych chorób dziedzicznych, to nie potrafimy ich wyleczyć, możemy tylko minimalizować skutki kliniczne.
Łącznie choroby genetycznie uwarunkowane występują tylko u kilku procent rodzących się dzieci, jednak stanowią olbrzymie wyzwanie społeczne. Poszczególne typy chorób dziedzicznych to schorzenia rzadkie. Występują z częstotliwością jeden na kilka tysięcy, czasem na milion. Nawet gdy potrafimy je leczyć, wiąże się to z olbrzymimi kosztami. Oddzielnym problemem są choroby cywilizacyjne, takie jak np. choroby wieku późnego.
A co z pandemią naszych czasów, czyli z rakiem? W jakim stopniu ryzyko zachorowania jest dziedziczne?
- W większości przypadków zmiany nowotworowe mają charakter somatyczny. Klasycznie dziedzicznych chorób nowotworowych jest niewiele. Dziedziczymy jednak predyspozycje do wystąpienia danej choroby nowotworowej. Są to zmiany w naszym DNA, które przekazali nam rodzice, obecne w bardzo wielu genach, a nie w jednym.
Od kiedy Angelina Jolie ogłosiła, że po badaniach genetycznych usunęła sobie najpierw piersi, a potem jajniki, by zredukować ryzyko zachorowania, rozpętała się burza. Panie profesorze, czy w tę stronę będzie zmierzać nasza ochrona przed rakiem? Będziemy sprawdzać, czy nie mamy "niebezpiecznego" genu, a gdy go znajdziemy, będziemy wycinać obszary ryzyka?
- Tu trzeba powiedzieć kilka słów prawdy. Dziedziczny rak piersi, powodowany mutacjami w genach BRCA1 i BRCA2, to jest mniej więcej 6 do 10, nawet bliżej 6 procent nowotworów piersi. Wszystkie pozostałe nie są związane z mutacjami w tych genach.
To zaskakujące. Sprawę tę nagłaśniano w taki sposób, jakby wytropienie mutacji w tych dwóch genach przynosiło nam odpowiedź, czy wisi nad nami zagrożenie czy nie.
- Wiedza ogólna o genetyce jest dość szczątkowa. Stąd też mogą pojawiać się niedopowiedzenia. Ale oczywiście te pozostałe dziewięćdziesiąt kilka procent na pewno ma również jakiś czynnik genetyczny, jednak niezwiązany z genami BRCA1 i BRCA2 , prawdopodobnie z innymi, ale nie z jednym, lecz z wieloma.
A czy my jesteśmy jeszcze daleko od tego, by tuż po urodzeniu dostawać pełną mapę zagrożeń, rodzaj genetycznej wizytówki?
- Tego typu wizytówka będzie możliwa już w niedalekiej przyszłości. Natomiast już teraz możemy badać przy urodzeniu wybrane panele genów.
Co to znaczy?
- Już w tej chwili można określić liczbę genów z defektami, które powodują bardzo ciężkie choroby uwarunkowane genetycznie. Można też w dużym stopniu określić predyspozycje do zachorowania na wiele chorób, w tym choroby późnego wieku. Oczywiście będzie to dotyczyło krajów, które na to stać.
Badania genetyczne są coraz popularniejsze, czy to znaczy, że niebawem staną się standardem?
- Pojawia się pytanie, w jakich sytuacjach jest sens je robić. Wielu osobom nie będzie to potrzebne. Problem pojawia się wtedy, gdy w rodzinie wystąpiła choroba. Wtedy niezbędna jest świadomość możliwości przeprowadzenia badań genetycznych i określenia ryzyka powtórzenia się takiej choroby. Niekiedy badania genetyczne można robić bez badań molekularnych, wystarczy analiza rodowodu.
Oczywiście genetyka molekularna bardzo się rozwija. Na przykład do tej pory genetyczne badania płodu polegały np. na pobraniu komórek z płynu owodniowego, dziś szereg z nich udaje się przeprowadzić nieinwazyjnie, bo okazuje się, że w krwiobiegu matki znajduje się DNA płodu i my jesteśmy w stanie je wyizolować i zbadać. Ten typ badań na razie jest przeprowadzany we współpracy z ośrodkami zagranicznymi, ale w krótkim czasie będzie już wykonywany przez ośrodki polskie.
Wróćmy do kwestii dziedziczenia - czy da się już ustalić, co dziedziczymy po matce, a co po ojcu? Mówi się, że inteligencję dziedziczy się po matce. Prawda to czy mit?
- Tu jest problem, bo cechy, o których pani mówi, nie są monogenowe. To zależy od bardzo wielu genów, więc trudno jest śledzić, w jaki sposób są przekazywane. Szereg zachowań mężczyzn i kobiet ma charakter społeczny, niekoniecznie wynika ze statusu genetycznego. Owszem, są sytuacje, gdy występowanie pewnych cech uzależnione jest od tego, który z rodziców nam je przekazał. Mówimy o tak zwanym piętnowaniu genomowym, które polega na tym, że następuje wyciszenie określonego genu pochodzącego bądź od ojca, bądź od matki. Dotyczy to jednak tylko ekspresji, czyli ujawniania się pewnych odziedziczonych cech. I jak myślę, w najbliższym czasie będzie to intrygujące zadanie dla genetyków.
A czy będziemy mogli zarządzać tym, co wyciszyć, a co zaktywizować po matce albo po ojcu?
- Nie, to jest zakodowane. Piętnowanie genomowe też jest dziedziczne. Nie mamy na to wpływu.
Przejdźmy teraz do tych rewirów genetyki, które wywołują największe kontrowersje. Czy będziemy niebawem zdolni ingerować w strukturę genomu człowieka? Czy na horyzoncie już widać ten moment, gdy zaczniemy wycinać wadliwe punkty i wklejać nowe zamienniki do naszego genomu? Krótko mówiąc, czy będziemy wkrótce, dzięki inżynierii genetycznej, tworzyć "superludzi"?
- Teoretycznie tego typu manipulacje będą możliwie na poziomie genomu zarodka. W konsekwencji wszystkie komórki przyszłego organizmu będą miały dokładnie tę zmienioną informację genetyczną. Powstaje tylko pytanie: po co?
Być może odpowiedź zawiera się w odwiecznym marzeniu człowieka o doskonałości...
- Znajdzie się pewnie szereg osób czy organizacji, które podejmą tego typu badania, niemniej wydaje mi się, że nigdy nie będzie się to działo na skalę, która by mogła w jakikolwiek sposób zmienić oblicze ludzkości.
Ale dlaczego? Czy ma pan na myśli względy ekonomiczne, tzn. że tylko niewielu na to będzie stać? Czy powstrzymają nas światowe konwencje bioetyczne, ograniczające tego typu dążenia? A może wierzy pan w to, że człowiek sam z siebie powie "stop"?
- Można mówić o dwóch aspektach, jeden to kwestia naprawiania defektów odpowiedzialnych za choroby dziedziczne, no a druga rzecz to klonowanie, bo raczej to, o czym pani mówi, to jest kwestia klonowania. Czy byłoby fajnie, gdyby ulicami chodzili sami wysocy niebieskoocy blondyni?
Gdy przyjmujemy założenia czysto estetyczne, łatwiej pewnie tę ideę zbagatelizować, ale kiedy zaczniemy rozmawiać o solidniejszych atrybutach człowieka, takich jak np. iloraz inteligencji, wtedy apetyt rodziców być może znacznie się ożywi. Czy nie będzie tak w przyszłości, że będziemy chcieli "udoskonalać" nasze dzieci już na poziomie molekularnym? Przecież już dziś, wybierając z banku spermy plemniki, analizuje się dawcę według bardzo wyśrubowanych kryteriów.
- Jeśli chodzi o kwestie psychiczne, wydaje mi się, że to nie będzie możliwe, bo nie jest to kwestia jednego genu, który odpowiadałby za intelekt, to są setki, jeśli nie tysiące genów.
Czyli nie będzie można metodą "wytnij" i "wklej" dodać dziecku polotu umysłowego?
- Nie, w przypadku takich cech manipulacje trudno sobie wyobrazić. Za wszelkimi cechami psychicznymi stoi bardzo wiele genów. Jest jeszcze jedna kwestia dotycząca ingerencji w genom ludzki - to kwestia etyki, która jest dla nas bardzo istotna. Ona reguluje i nasze życie, i pracę zakładów genetyki medycznej. Przykładamy do tego olbrzymią wagę już na etapie, kiedy osoba ma być diagnozowana. Prosimy o podpisanie formularza świadomej zgody. Jeśli jest to dziecko, to rodzice muszą wyrazić zgodę na wykonanie badań genetycznych.
Tylko czy tutaj nie dojdą do głosu różnice kulturowe? Być może w cywilizacji zachodniej regulacje bioetyczne powstrzymują pewne dążenia, ale czytałam, że w tym roku w Chinach już przeprowadzono eksperymenty polegające na ingerencji na poziomie genomu na kilkudziesięciu zarodkach. Albo kwestia selekcjonowania płci... W Polsce, jak rozumiem, jest zakaz, ale podobno w Japonii są już miejsca, gdzie dokonuje się selekcji plemników, aby uzyskać oczekiwaną płeć dziecka.
- Tym bardziej potrzebne są w Polsce właśnie regulacje, które określałyby to, co jest prawnie możliwe i etyczne. Ale tak, ma pani rację, że jest też kwestia różnic kulturowych i na to trzeba również być otwartym. Nie mamy monopolu na kwestie etyczne. Tak, możemy już dziś selekcjonować pod kątem płci, ale po co? Podstawą jest przecież to, żebyśmy byli zdrowi.
A co służy zdrowiu z genetycznego punktu widzenia? Różnorodność?
- Tak, im większa różnorodność w naszej populacji w ramach naszych genomów, tym większa szansa, że będziemy przygotowani na te zmiany, które przyniesie przyszłość.
Powiedział pan wcześniej, że nie możemy ulepszyć genomu metodami doraźnymi, tzn. przez to, co jemy, co przeżywamy itd. A czy możemy coś ulepszyć dzięki temu, że będziemy w bardzo przemyślany sposób się łączyć, generując jak największą różnorodność, na przykład przez mieszanie ras? Oczywiście myślę tu w perspektywie kilku generacji, a nie jednego pokolenia.
- W otwartym świecie do takiej wymiany genów będzie oczywiście dochodziło coraz częściej. Są na przykład takie kwestie jak choroby charakterystyczne dla danej populacji, inne są dla białej, inne dla żółtej. Można powiedzieć, że choroba typowa dla populacji żółtej "rozcieńczy" się, gdy dojdzie do krzyżowania z populacją białą, w której akurat ta choroba nie występuje. Ale oczywiście historia ludzkości to jest kilkaset tysięcy lat i w tym czasie naprawdę niewiele zaszło zmian, trzeba więc pamiętać, że mówimy o skali ewolucyjnej, czyli tych zmian nie będziemy obserwować w obrębie nawet dziesięciu pokoleń. Nasz genom od czasów starożytnych właściwie się nie zmienił.
Natomiast większa różnorodność da nam to, że będziemy bardziej odporni na szereg zmian, które mogą w przyszłości dotyczyć naszego środowiska i w jakiś sposób ingerować w zakodowaną w nas informację genetyczną. Tak więc jeśli będziemy się udoskonalać, to dzięki nowym wynalazkom i poszerzeniu wiedzy, a nie za pomocą ingerencji w genom.
W takim razie co w najbliższym czasie przyniesie nam rozwój biologii molekularnej? Czy w genetyce też pojawi się modny trend personalizacji? To znaczy czy dzięki temu, że będziemy lepiej znać mapę naszych genów, dostaniemy więcej wskazówek, jak lepiej "obsługiwać" samych siebie?
Już istnieje na przykład farmakogenetyka - dziedzina, która zajmuje się tym, w jaki sposób nasz organizm reaguje na leki, które nam się podaje. Lek jest w naszym organizmie metabolizowany, ale nasz osobniczy status genetyczny jest taki, że niektórzy metabolizują leki szybciej, inni wolniej.
Czyli dawkowanie leków powinno być uzależnione od cech osobniczych, a nie od zapisu na ulotce?
- W USA umiera ponad sto tysięcy ludzi na skutek złego dawkowania leku. Tak, na świecie już pojawiają się informacje, jak stosować dany lek przy określonym statusie genetycznym. Nasze życie może więc być przedłużone na różne sposoby.
Gdy pojawią się te wizytówki genetyczne, będziemy mogli personalizować dawkowanie leków czy to będzie również dotyczyć diety?
- Jak najbardziej. Zresztą wiadome jest, że te same rzeczy jednym smakują bardziej, innym mniej. To jest sprawa tych indywidualnych preferencji zapisanych w naszych genach, które też będziemy umieli odczytać.
A co, jeśli się okaże, że w jakimś DNA jest informacja, że czekolada będzie źle metabolizowana, a mimo to jego właściciel uwielbia ją jeść?
- Wydaje mi się, że nawet jeśli będziemy mieli pełną wiedzę o naszych genach, nie do końca będziemy się stosować do tych określonych reguł.
Panie profesorze, a czy jest jakiś obszar w genetyce, gdzie może wydarzyć się niebawem prawdziwa rewolucja? To znaczy, czy genetycy w najbliższych latach mają szanse czymś naprawdę nas zaszokować?
- Nie wiem, czy mogę mówić kategorycznie. O ile czegoś się spodziewam, to raczej rewolucji technologicznych. Człowiekowi, jak sądzę, nic rewolucyjnego się nie przydarzy. Jak już mówiłem, ewolucja dokonuje się na przestrzeni tysięcy lat. Nie sądzę, żebyśmy mogli zauważyć z pokolenia na pokolenie jakąkolwiek zmianę, która dotyczyłaby naszej populacji. Będą powstawać zmiany osobnicze odnoszące się do poszczególnych elementów naszego genomu wpływające na różnorodność osobniczą. A po to, żeby jakaś mutacja ujawniła się w skali populacyjnej, trzeba kilkudziesięciu pokoleń.
Przed rozmową powiedział mi pan, że chce mówić o genetyce pozytywnie, bo szereg rzeczy wynikających z niewiedzy rzuca na genetykę cień. A ja chciałbym mimo wszystko powędrować w stronę cienia. Proszę powiedzieć, czy "mroczni inżynierowie genetyki" mogą wyhodować coś, co może budzić zagrożenie człowieka?
- Być może drogą inżynierii genetycznej da się wyhodować patogeny, które będą wykorzystane w czasie jakiegoś konfliktu zbrojnego, tego typu laboratorium można stworzyć pod każdą szerokością geograficzną.
A myśli pan, że takie laboratoria już istnieją?
- Jest wysoce prawdopodobne, że tego typu badania są prowadzone. Do tej pory jednak nic takiego z laboratorium nie wyciekło. Ale człowiek potrafi robić różne rzeczy, to jest kwestia naszego umysłu, kwestia władzy i motywacji. Trudno byłoby z takimi rzeczami walczyć. Mam jednak nadzieję, że regulacje wspólnoty międzynarodowej nie pozwolą, by tego typu zagrożenie zaistniało. Natomiast nie wierzę, że będziemy mieli do czynienia z armią sklonowanych żołnierzy, to jest raczej science fiction.
A gdzie w sferze genetyki pozostał najbardziej dziewiczy obszar, największe pole nieodkrytej jeszcze tajemnicy, do której klucza szukają naukowcy?
- Taką czystą kartką papieru, zapisaną dopiero w niewielkim stopniu, jest właśnie to, do czego pani często nawiązywała, kwestie psychiczne i neurologiczne. Tutaj z genetycznego punktu widzenia wiemy bardzo mało i zapisywanie tej białej kartki, myślę, będzie wyzwaniem najbliższych lat.
Panie profesorze, a czy ta najbardziej magiczna cząsteczka na świecie, do której wszystko się sprowadza, jest skomplikowana w budowie?
- Nie, DNA pod względem chemicznym jest cząsteczką zaskakująco prostą i niezwykle wytrzymałą.
A gdybym chciała tę cząsteczkę zobaczyć?
- Zapraszam do laboratorium, zaraz ją pani pokażę.
[Prof. Bal prowadzi mnie do laboratorium]
I w takim jednym białym pływającym kłaczku zawiera się cała informacja o człowieku?
- Nie tylko o człowieku, ale także o naszej ewolucji. W tej cudownej cząsteczce jest zawarte wszystko, co miało miejsce od początku istnienia życia na ziemi.
Prof. dr hab. Jerzy Bal . P.o. kierownika Zakładu Genetyki Medycznej w Instytucie Matki i Dziecka w Warszawie, członek Komitetu Genetyki Człowieka i Patologii Molekularnej PAN. Współautor publikacji i książek z dziedziny genetyki molekularnej człowieka.
Ula Ryciak . Pisarka i scenarzystka. Kiedy nie pisze, to słucha, albo ludzi, albo dźwięków. Opublikowała trzy książki, kilkadziesiąt reportaży ze swoich podróży po Europie, Azji i Ameryce Łacińskiej, liczne teksty o kulturze i stylu życia. W kwietniu nakładem Wydawnictwa Literackiego ukazała się jej najnowsza książka pt. "Potargana w miłości. O Agnieszce Osieckiej".