Prof. Stępień: Naukowcy ostrożnie mówią, że geny to połowa naszego sukcesu

Kamil Jodełko
LoKiLeCh/Wikimedia Commons
Udostępnij:
- Mozart zdarza się raz na kilkaset lat. Nie można dziecka wychować na geniusza muzycznego, żeby nie wiem, jak go męczyć - mówi genetyk, prof. Piotr Stępień w rozmowie z Kamilem Jodełką.

W języku potocznym funkcjonuje termin "gen zwycięstwa". Najczęściej stosuje się go w odniesieniu do sportowców. Zastanawia mnie, czy rzeczywiście istnieje specjalna konfiguracja genów, która umożliwia nam osiąganie wspaniałych rezultatów w sporcie?
Sformułowanie "gen zwycięstwa" sugeruje, że istnieje jeden konkretny gen, który determinuje, iż zawodnik jest znakomity w danym sporcie, ale naprawdę, aby osiągnąć sukces sportowy, trzeba zaś dysponować kombinacją genów. Może być ich bardzo dużo, nie wiemy jeszcze dokładnie, ile. W grę wchodzi kilkadziesiąt albo nawet kilkaset.

W dzisiejszych czasach kładzie się duży nacisk na wynajdywanie tych specjalnych cech, które zapewniają sukces w sporcie. W niektórych krajach powstają specjalne obozy treningowe, które szkolą przyszłych mistrzów olimpijskich. Sport stał się wielkim światowym biznesem.
Obecnie mamy na świecie do czynienia z sytuacją, która nie ma precedensu w historii. Ponieważ wszyscy wiedzą, że tytuł mistrza daje sławę i pieniądze, każdy na świecie zastanawia się już za młodu, czy przypadkiem nie ma szczególnych zdolności. Osoby, które takie zdolności wykazują, są troskliwie wychwytywane i selekcjonowane przez kluby sportowe oraz trenerów. Na przykład w Kenii setki trenerów z całego świata wyszukują młodzież wykazującą takie zdolności, żeby ją potem trenować. Innymi słowy - z ponad 6 mld ludzi, którzy żyją w tej chwili na Ziemi, prowadzi się globalną selekcję polegającą na wyszukiwaniu osób dysponujących wyjątkowymi cechami genetycznymi.

Ta selekcja przyszłych sportowców polega na zwykłych testach sprawnościowych czy może badaniach DNA?
Nie, chyba jeszcze do tego nie doszło. Związek badania DNA z fenotypem, który określa, czy ktoś będzie dobrym sportowcem, jest jeszcze zbyt luźny, abyśmy mogli to dobrze zrobić. Poza tym znacznie prościej i znacznie taniej jest obserwować młodych ludzi i wyszukiwać te talenty. Oczywiście sekwencjonowanie DNA stało się obecnie znacznie tańsze i można je w tych przypadkach przeprowadzać. Pamiętajmy jednak, że pewność, czy ktoś jest dobrym sportowcem, możemy uzyskać tylko podczas zawodów.

A czy można mówić o specjalnej, sportowej konfiguracji genów?
Różne cechy organizmu ludzkiego warunkują predyspozycje do określonych sportów. Amerykański pływak Michael Phelps ma ogromną rozpiętość ramion, która wynosi więcej niż jego wzrost. Posiada również ogromne stopy, co ułatwia mu pływanie. To jednak nie wszystko, bo oprócz sylwetki i wytrzymałości trzeba mieć dodatkowo geny, które powodują, że pozytywnie reaguje się na trening. Pamiętajmy, że jedynie 5 proc. populacji posiada taki układ genów, który sprawia, że nawet nieduża dawka treningu znacząco poprawią naszą aktywność fizyczną.

Skuteczność treningu jest zapisana w DNA?
Kilkadziesiąt lat temu w Kanadzie prowadzone były badania, podczas których zadano sobie pytanie, czy osoby posiadające ten sam zestaw genów tak samo reagują na trening. Przeprowadzono go na bliźniętach jednojajowych i okazało się, że rzeczywiście jest to prawdą. Skomplikowaniem całej sprawy jest jednak to, że niezależnie od tego, jakie geny posiadamy, to i tak w trakcie naszego życia ulegają tak zwanym epigenetycznym modyfikacjom. Może się okazać, że dieta, styl życia czy nawet zdarzenie z dzieciństwa również pomagają w funkcjonowaniu tych genów. Nie można zatem jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie, czy wystarczy mieć gen, który kontroluje pewien bardzo ważny proces, aby być znakomitym sportowcem.
Fiński biegacz narciarski Eero Mäntyranta zdobył w latach 1960-1968 siedem medali olimpijskich. Testy przeprowadzone po zakończeniu przez niego kariery sportowej wykazały, że miał on mutację genową.
Tak, miał on podwyższony poziom hormonu, który kontroluje ilość czerwonych krwinek. Jako inny przykład mutacji można również podać populację Szerpów w Nepalu, gdzie 95 proc. z nich posiada wariant pewnego genu umożliwiający im wspinaczki i dający niesłychaną wytrzymałość w warunkach wysokogórskich.

Czy w informacji genetycznej znajdziemy odpowiedź na pytanie, dlaczego czarnoskórzy sportowcy osiągają zdecydowanie lepsze wyniki w biegu na 100 m?
Wiemy, że tak jest, ale nie wiemy, które geny to determinują. Usain Bolt wygrał wyścig sprinterski i jest jasne, dlaczego jest on tak znakomitym sportowcem. Mianowicie ma on zupełnie inną strukturę mięśnia czworogłowego uda niż większość ludzi na świecie. Normalnie nasze mięśnie składają się z dwóch rodzajów mięśni: wolnokurczliwych i szybkokurczliwych. Te wolnokurczliwe są bardzo ważne dla biegaczy maratońskich, a te drugie - dla sprinterskich. Jak się okazuje, Bolt w swoim mięśniu czworogłowym ma aż 90 proc. mięśni szybkokurczliwych. Podczas startu i każdego innego kroku jest on zatem w stanie wyzwolić energię, która jest równoważna dwa i pół raza masy jego ciała. Podczas gdy inni sportowcy dysponują tylko dwukrotną. Jego układ mięśni jest wynikiem pewnych predyspozycji genetycznych.

Dziennik "The Times", powołując się na opinie jednego z trenerów, opublikował informację, z której wynika, że chińscy sportowcy startujący na igrzyskach olimpijskich mogą mieć genetycznie udoskonalone mitochondria.
Sądzę, że nie jest to prawdą. Mitochondria są fabrykami energii w naszych komórkach i mają maleńki chromosom, który zawiera znacznie mniej DNA niż chromosomy w jądrze komórkowym. Jednak wprowadzanie zmian w DNA mitochondrialnym nie jest jeszcze możliwe. Istnieje oczywiście ogromna potrzeba tworzenia takiej terapii genowej dla leczenia bardzo ciężko chorych dzieci, które cierpią właśnie z tego powodu, że DNA mitochondrialny jest zmutowany. Takiej terapii jednak nie ma, gdyż nie znamy jeszcze dobrego sposobu na wprowadzanie obcego DNA do mitochondriów czy też zamiany tych genów, które są zepsute lub zmutowane. Natomiast mitochondria rzeczywiście są szalenie ważne dla sportowców, dlatego że wytwarzają energię. Manipulowanie ich ilością mogłoby zwiększyć wydajność sportowca. To można oczywiście robić za pomocą manipulowania tymi genami, które nie są mitochondrialne, ale "obsługują" mitochondria. Przeprowadzono nawet taki eksperyment na myszach i utworzono nowy szczep nazwany myszą maratończykiem. Są one w stanie biec znacznie dłużej bez wyczerpania niż normalne myszy. Można zatem zapytać, czy rzeczywiście pływacy chińscy zostali w coś takiego wyposażeni. Tu absolutnie nie ma żadnej pewności, ale podejrzewam, że to jest plotka. Gdyby tak bowiem było, to oznaczałoby to, iż badacze chińscy uzyskali niesłychanie ciekawy wynik, który może pomóc w leczeniu ciężko chorych dzieci. Pewności jednak żadnej nie mamy. Pamiętajmy też, że tego typu doping genetyczny jest zabroniony.

Czy stworzenie nadczłowieka przy pomocy współczesnej nauki jest już możliwe, czy raczej dalej jest to science fiction?
Nie istnieje taka technologia. Co więcej, tego typu badania są zabronione. Nie można tworzyć tzw. nadludzi za pomocą technik inżynierii genetycznej. Można natomiast wprowadzać do organizmu człowieka geny, które się nie dziedziczą, czyli nie są przekazywane następnym pokoleniom, ale przez pewien czas działają i wobec tego wytwarzają jakieś białka, które leczą bądź też poprawiają wyniki sportowców. Próby kliniczne na pacjentach są jednak prowadzone na bardzo małą skalę.
Są kraje, gdzie inaczej pojmuje się etykę badań naukowych. Wrócę znowu do Chin, gdzie przecież zamiast myszy można eksperymentować od razu na ludziach. Czy nie grozi nam wielka armia Chińczyków zdolnych do prześcignięcia nas w każdej dziedzinie?
Nie, to jest taki scenariusz science fiction. Nie sądzę też, by było prawdą, że w Chinach można wykonywać eksperymenty na ludziach. Wręcz przeciwnie, istnieją tam zakazy prawne, które wręcz zabraniają modyfikacji człowieka w taki sposób, żeby te wprowadzone zmiany dziedziczyły się w przyszłych pokoleniach. System etyczny w prawodawstwie chińskim jest bardzo zbliżony do tego, jaki mamy choćby w Unii Europejskiej. Poza tym nie obawiam się specjalnego wysypu nadludzi. Zauważmy, że to, co techniki terapii genowej usiłują uzyskać, jest tylko dojściem do takiej wydajności sportowca, jaką obserwujemy, stosując konwencjonalną selekcję spośród 6 mld ludzi, gdzie okazuje się, że Phelps czy Bolt są osobami wyjątkowymi właśnie dlatego, że sama natura wyposażyła ich w odpowiednie możliwości.

A może wkrótce będziemy mogli prześcignąć naturę?
Nauka nie po to tworzy techniki inżynierii genetycznej i techniki terapii genowej, żeby pomagać sportowcom. Głównym celem nauki jest pomoc ludziom chorym i zrozumienie, jak działają nasze geny.

Czy osobiście zetknął się Pan Profesor z osobą, która miała mutację genową pozwalającą "wybić się ponad tłum"? Mam tutaj na myśli nie tylko sportowców, ale także ludzi nauki.
Wydaję mi się, że takie osoby spotykamy codziennie. Na przykład ja zawsze miałem duży kłopot w zapamiętywaniu twarzy, podczas gdy moja mama jest w stanie po wielu latach rozpoznać osobę, z którą raz - i w dodatku dawno temu - rozmawiała. Jest to zdolność zależna od bardzo subtelnego funkcjonowania naszego mózgu i zapewne od jakiejś kombinacji genów. Myślę, że każdy z nas może wskazać tego typu wyjątkowe zdolności. Także inteligencja jest częściowo odziedziczalna. Niektórzy z nas uzyskali lepsze konfiguracje genowe od swoich przodków, a inni muszą się bardziej wspomagać.

No właśnie. Na ile nasz ewentualny sukces życiowy jest warunkowany konfiguracją genową, którą otrzymujemy w momencie narodzin, a na ile tym, co jest potem? Krótko mówiąc, czy Napoleon mógłby być Napoleonem, gdyby nie posiadał specjalnych genów?
Genetycy zawsze ostrożnie mówią, że połowa to geny, a połowa to środowisko. Istnieją jednak pewne limity. Jeżeli ktoś dostanie bardzo dobry zestaw genów, ale środowisko będzie niesprzyjające, to z całą pewnością dziedzictwo genowe może ulec zaprzepaszczeniu. Kiedy zatem dziecko urodzi się w wyjątkowo ubogiej rodzinie, będzie niedożywione, a do tego będzie miało zły dostęp do edukacji i będzie oglądało złe wzorce, to jego potencjał nie zostanie wykorzystany. Z drugiej strony - ktoś, kto ma zestaw genów nie za bardzo predestynujący do bycia wybitnym intelektualistą, jeżeli będzie się bardzo starał, to na pewno jest w stanie dojść do maksimum, ale to maksimum nie będzie takie jak u osób, które naprawdę uzyskują wielkie sukcesy. Innymi słowy, jeśli naprawdę zadajemy sobie pytania, czy laureaci Nagród Nobla rzeczywiście są lepsi, to odpowiadam "tak".

Istnieje zatem bariera, której nie możemy przeskoczyć?
Są sytuacje, w których ja sam odczuwam, że mój umysł nie jest w stanie przerobić pewnych rzeczy z taką szybkością, z jaką bym chciał. Mozart zdarza się raz na kilkaset lat. Nie można dziecka wychować na geniusza muzycznego, żeby nie wiem, jak go męczyć. Talent musi być zakotwiczony w szczęśliwej kombinacji genów, ale w jakiej, to my zupełnie nie wiemy. Mamy 25 tys. genów, każdy z nich może kodować wiele różnych wariantów białek. Każde z tych białek jeszcze dodatkowo może być w różnych miejscach komórki i pełnić różne funkcje, a dodatkowo jeszcze te geny ze sobą współpracują. Sieć współzależności jest zatem gigantyczna.

Rozmawiał Kamil Jodełko

prof. Piotr Stępień jest genetykiem w Instytucie Genetyki i Biotechnologii UW oraz Instytucie Biochemii i Biofizyki PAN.

Wideo

Komentarze 2

Komentowanie artykułów jest możliwe wyłącznie dla zalogowanych Użytkowników. Cenimy wolność słowa i nieskrępowane dyskusje, ale serdecznie prosimy o przestrzeganie kultury osobistej, dobrych obyczajów i reguł prawa. Wszelkie wpisy, które nie są zgodne ze standardami, proszę zgłaszać do moderacji. Zaloguj się lub załóż konto

Nie hejtuj, pisz kulturalne i zgodne z prawem komentarze! Jeśli widzisz niestosowny wpis - kliknij „zgłoś nadużycie”.

Podaj powód zgłoszenia

G
Gość
słyszałam o nowym leku na migrenę, rozpuszcza się w ustach, ma smak pomarańczy, nie wiem dokładnie jak się nazywa, ale podobno działa!
a
a g.. wam do tego
się w d..pę!
Dodaj ogłoszenie