Geny mapují cesty dávných předků

RNDr. Ludvík Urban, CSc., vystudoval Matematicko-fyzikální fakultu UK v Praze , obor geofyzika. Nyní pracuje jako správce sítě na MFF UK. Náš rozhovor se však nebude týkat geofyziky ani správy sítí, ale genealogie. Ludvík Urban je totiž od loňského roku správcem české databáze tzv. Y DNA (tj. databáze sekvencí chromozomu Y). Další informace o tomto projektu najdete na webu www.genebaze.cz, databázi Y DNA pak na www.genebaze.cz/cgi-bin/cyd.cgi.

K čemu může být dobré nechat si přečíst a znát vlastní genetickou informaci? V první řadě nás napadne lékařské využití, ale sekvence DNA nám mohou stejně dobře umožnit nahlédnout do vzdálené minulosti, dokáží nám najít příbuzné na druhém konci světa, poodhalí svět dávných migrací. V následujícím rozhovoru se zastavíme i u praktické otázky: jak postupovat, pokud chceme takový test absolvovat sami, co nám odhalí a na kolik nás vyjde. Na naše otázky odpovídá Ludvík Urban, správce české databáze sekvencí DNA chromozomu Y.

Kdy vlastně začaly genové databáze vznikat na Západě a kdy se objevily u nás?

Zhruba řečeno, v 90. letech minulého století dospěly výzkumy DNA do stavu, kdy se z nashromážděných vzorků daly vydedukovat určité zákonitosti, především ty, které začaly vzorky (a jejich nositele) členit do jistých regionálních skupin. Byly zmapovány úseky genetického kódu, které se u jednotlivých lidí lišily mutacemi (tj. záměnami jednotlivých "písmen" v DNA, přeskupování úseků, některé části sekvence mohou zcela zmizet, jiné se nově objeví apod.). Postupně přibývalo vstupních dat, zrychlovalo se čtení genetické informace i její počítačové zpracování.
Největší pozornost se samozřejmě věnovala úsekům, které jsou relativně krátké, a tudíž nejsnáze mapovatelné a porovnatelné. Zkoumala se především mitochondriální DNA, která se dědí (s určitými výhradami, které ale z hlediska tématu tohoto rozhovoru nejsou podstatné) pouze v ženské linii - přebíráme ji od matky. Posléze se pozornost soustředila také na chromozom Y, který se zase dědí pouze v linii mužské.
Významnou roli sehrálo zjištění, že, ať už se zaměříme na jakoukoliv část DNA, můžeme zkoumat nejen rozdíly mezi sekvencemi, ale v principiu se dá také stanovit, kdy došlo k určité mutaci a zejména jaká verze genetické informace je starší, původní (a jaká naopak "zmutovaná"). Dostáváme se tak k závěru, že jedna verze je jakoby předkem verze jiné. No a to už jsme u populárních stromečků a rodokmenů, které můžeme následně sestavovat nejen pro jednotlivce, ale i pro celé skupiny - populace.

Mohl byste nějak upřesnit, jak se pozná, která "mutace" DNA je starší?

Víme-li třeba, že jedna mutace se vyskytuje u obyvatel Asie i Evropy a jiná mutace pouze u obyvatel severní Evropy, lze jistě usoudit, že ta první mutace je starší než ta druhá - protože její nositelé se v průběhu dějin rozptýlili po větším území. I když populace samozřejmě nežijí odděleně a opět se spolu mísí (což ovšem v minulosti probíhalo s menší intenzitou než dnes), přesto by se genetické dějiny lidského druhu daly popsat jako neustále rozrůzňování/rozvětvování.

Pojďme teď od obecné genetiky k tomu, čím se zabýváte přímo vy sám, tedy ke genovým databázím. Co všechno si člověk může u nás nechat stanovit? Mitochondriální DNA, chromozom Y nebo i jiné části genomu?

Obecně: Rozsah čtení DNA je dnes asi už jen otázkou objemu vložených investic. Finišuje projekt kompletního přečtení celé DNA jednoho konkrétního člověka. Podobné projekty samozřejmě provádějí špičková vědecká pracoviště a jsou velmi nákladné. Co se týče komerčních testů DNA, tam prostě platí, že nabídka odpovídá poptávce. Původně tyto testy vycházely vstříc poptávce při sporech o určení otcovství, používaly se v případě podezření na určité genetické poruchy apod.
To, čím se zabývám já, spadá do kategorie tzv. genografických testů, při kterých nás zajímají informace o našich předcích. Takový test je oproti jiným analýzám jednodušší a levnější. Samozřejmě přitom nečteme celou genetickou informaci, ba ani celý chromozom Y, ale jen místa, která jsou vytipovaná jako důležitá z hlediska porovnávání populací.

Jak konkrétně takový test probíhá a na kolik žadatele přijde?

Komerční testováni je vcelku technicky nenáročné pro každého, snad vyjma velmi malých dětí (u dětí předškolního věku se ale genografické testy obvykle stejně nedělají). Odběr vzorku DNA probíhá buď tak, že si speciálním kartáčkem asi dvacetkrát otřete vnitřní stranu tváří v ústech, anebo se používá speciální ústní voda, která se po dobu necelé minuty kloktá.
Zatímco způsob odběru je vždy stejný, rozsah prací v laboratoři se velmi liší v závislosti na tom, jaký test vlastně chcete a jaký laboratoř umí udělat. Čím více markerů (tj. oněch "důležitých míst" v sekvenci DNA) se stanovuje, tím je test pochopitelně dražší. Ceny začínají od částky zhruba 2 000 Kč.
Na jaře letošního roku nabízely test Y-DNA tři české komerční laboratoře a test mtDNA dvě. Test si lze objednat přes internet, po telefonu nebo poštou. Po objednání přijde zájemci obálka s odběrovou soupravou (to jsou obvykle ty kartáčky), dotazníkem a obálkou k zpětnému doručení do laboratoře. V dohodnutých případech si lze dojednat i osobní návštěvu v laboratoři a odběr DNA udělat na místě.
Některé laboratoře zájemce vyzývají, aby výsledky svého testu sám vložil do databáze České Y-DNA a do světových databází (nejvýznamnější jsou databáze Ysearch a YBASE) nebo jej požádají o souhlas s tím, že data do databází vloží samy za něj. Zde bych chtěl trochu apelovat na ty, kteří svůj test už mají, aby si jej nesušili v šuplíku a umístili jej do databáze také. Obavy o ztrátu soukromí jsou přehnané. Genografický test nezjišťuje žádné citlivé informace (tedy pokud za takovou informaci nepokládáte fakt, zda byl vaším předkem před tisíci lety spíše lovec mamutů nebo rolník z Blízkého východu), několik přečtených sekvencí nic nevypovídá o vaší DNA jako celku.

Ale přece jen - nemůže mi zjištění získané testem odhalit nějakou nepříjemnou pravdu? Třeba nějakou chorobu, fakt, že má snoubenka, která podstoupí ten samý test, mi je až podezřele příbuzná apod.?

Některé genetické testy se za tímto účelem skutečně používají (existují uzavřené skupiny, které k nim dokonce přihlížejí při výběru partnera, kdy je cíle právě eliminovat možné dědičné choroby), to ale není případ genografického testování. U těch jiných testů samozřejmě existuje otázka, zda je lépe eventuální nepříjemnou pravdu vědět, nebo nevědět. To je ale na zvážení každého, kdo se rozhodne takový test podstoupit.
Genografický test chromozomu Y, kdy jako výsledek dostanete skupinu třeba dvanácti hodnot pro dvanáct různých markerů, ale těžko může cokoliv říct o genetických dispozicích k nějakým nemocem či poruchám našeho organismu. Totéž platí pro genografický test mitochondriální DNA (něco jiného je čtení kompletní sekvence DNA). I úplná shoda mezi jednotlivými čtenými hodnotami neznamená nic jiného než existenci společné prabáby někdy před více než 7 až 15 tisíci lety. Z toho lze opravdu stěží usuzovat na nějakou nebezpečnou příbuznost partnerů.

Proč ale vlastně genografický test podstupovat, když se tak toho o sobě zase nijak moc nedozvíme? Respektive, proč nás vlastně genealogie tak zajímá?

Většina lidí se v té či oné podobě zajímá o své předky, ale i o "obecnější" dějiny lidského rodu. Kromě tohoto obecného zájmu může vstoupit do hry i řada dalších motivací. Někdo potřebuje mít pocit jakési opory v době a společnosti, která mu třeba připadá chaotická, jiní cítí ke svým předkům vděčnost za to, že umožnili jejich existenci, a součástí jeho úcty je, že se o ně zajímá i tímto způsobem.
Ač se to na první pohled nezdá, většina obyvatel našeho státu se celkem bez potíží může dobrat k předkům až z poloviny 17. století. Zapálený amatérský badatel se s trochou štěstí dostane ještě o sto let dál - a to vůbec nemusí jít o potomka nějakého šlechtického rodu. Jednoho dne ale dojdeme k mrtvému bodu, kde už žádné starší informace o našem rodu nenajdeme, protože chybí písemné prameny. Genetika nabízí kukátko do mnohem vzdálenější minulosti.
Genografie je v poslední době dosti populární a vychází o ní celá řada knih. Zájmu se těší třeba "mitochondriální Eva" (jakási pramáti lidského rodu, od které lze v čistě ženské linii odvodit původ všech dnes žijících lidí; měla žít asi před 200 000 lety v Africe) stejně jako "sedm dcer Eviných", což jsou zase zakladatelky linií, od kterých se odvozuje současná evropská populace (a samozřejmě populace zemí, kam se Evropané rozšířili v posledních staletích).

Jak z databáze DNA vycházíme my jako obyvatelé České kotliny? Existují populární teorie o tom, že jsme geneticky spřízněni s Kelty, kteří obývali naše území před přelomem letopočtu. Časté byly také spory o to, kde se vůbec dnešní Evropané vzali: Jsou spíše potomky "lovců mamutů", nebo prvních zemědělců, kteří sem dorazili před nějakými 7 tisíci lety z Blízkého východu, hlavně z Anatolie...

V drtivé většině obývají předkové obyvatel našeho státu tento region už tisíce let. Převážná část genetické informace nás podle současných výsledků (zdaleka ne jen těch z naší databáze, která je zatím poměrně chudá) zařazuje do tzv. haplogrupy R, což nás spojuje skutečně s těmi "lovci mamutů", respektive s obyvateli Evropy na konci doby ledové před nějakými 12 000 lety. Sekvencí DNA spojovaných s blízkovýchodními zemědělci je ve střední Evropě menšina.
Co se týče té příbuznosti Čechů s "Kelty", znám výzkum, na který zřejmě narážíte. Tato studie původně mapovala geny pro náchylnost k chorobě zvané cystická fibróza. Ukázalo se pak, že určitá mutace v této části genetické informace je rozšířená hlavně v Bretani, Irsku, Velké Británii, Rakousku a ČR. Podle svého stáří se tato mutace spojuje s keltským osídlením. Na druhé straně ale řada jiných mutací právě v této části genetické informace spojuje obyvatele ČR spíše s územími východně od nás (to je sotva překvapující vzhledem k našemu slovanskému jazyku, že).

Dalo by se říct, že nám genetické výzkumy dávají nějaký nový pohled na evoluci člověka, na to, jak a kdy probíhaly určité migrace?

Ano. I když mluvíme slovanským jazykem, jsme vlastně příbuzní lovcům mamutů před tisíci lety. Nebo jsou tu i ti výše zmínění Keltové... Obecně se ukazuje, že osídlení je konzervativnější, než se původně předpokládalo. Změny mnohdy probíhaly spíše tak, že původní obyvatelstvo přebíralo kulturní podněty nebo i jazyk nově příchozích, ale tito "kolonisté" se v minulosti často "rozpustili" v původním obyvatelstvu a geneticky ho příliš neovlivnili. Takže i šíření zemědělství u nás probíhalo spíše tak, že lovci a sběrači přebírali novou technologii. Nechtěl bych ale z několika výsledků dělat nějakou obecnou filozofii dějin, na to se opravdu nepokládám za odborníka.
Dosavadní výzkumy potvrdily, že kolébkou lidí je opravdu Afrika a odtud se postupně šířili do jiných části světa (což se dalo tušit už na základě paleontologie). Osobně mě třeba značně zaujalo, že část předků indiánů nepřišla do Ameriky přímo z Asie, ale jejich cesta začala zřejmě v pravěké Evropě.
Zajímavé je také porovnávat příbuznost populací podle "obecné" DNA, podle mitochondriální DNA a podle chromozomu Y. Mnohdy narazíme na značné rozdíly. Takže zatímco Finové jsou podle mužského chromozomu Y příbuznější obyvatelům Uralu, jinak se geneticky blíží okolnímu evropskému obyvatelstvu. Můžete z toho zkusit spekulovat o tom, co se kdysi odehrálo.

Můžeme pohledem do genografických databází třeba zjistit, že ke svému překvapení máme poměrně blízké příbuzné na druhém konci světa?

Určitě ano. Nakonec zjištění, že máte příbuzné na konci světa, by mohlo vcelku pozitivně působit i z hlediska zmírňování konfliktních situací. Populační genetice bývá někdy předhazováno, že lidi rozděluje, člení do různých skupin; tady vidíte, že funguje spíše opačně.
Nesmíme ale zapomínat na to, že test Y--DNA se týká pouze přímé otcovské linie a test mitochondriální DNA zase pouze přímé mateřské linie. Pokud existoval Viking, který před tisícem let doplul do Kanady a tam měl syna, který měl syna a tak dál až dodnes, dříve či později narazíme na "etnického" indiána, který ke svému údivu odhalí své skandinávské předky. Pokud ale ten Viking měl dceru a teprve ta pak syna, analýzou chromozomu Y takto jeho předky neodhalíme - příslušná informace je ztracena. Každá metoda má prostě své meze, za které nedosáhne.
Na závěr bych rád uvedl, že v době, kdy vzniká tento rozhovor, se rozjíždějí i další projekty. Začínáme budovat databázi české mitochondriální DNA a vzniká i slovenská databáze Y-DNA...