Před 200 lety se v malé slezské obci Hynčice, pár kilometrů od Nového Jičína, v domě č. p. 69 narodil Johann Gregor Mendel. Muž, díky kterému je hrášek tak trochu světovou celebritou mezi rostlinami, a objevitel základních zákonů dědičnosti – otec genetiky..

A právě 200 let od jeho narození se věda dozví i samotné tajemství genů „otce genetiky“. Už loni bylo jeho tělo exhumováno a následně odebrány vzorky DNA s cílem geneticky rozebrat a zmapovat kompletní Mendelův genom. Vše pod dohledem jeho bratrů Augustiniánů a se souhlasem Vatikánu….

Darwin v koncích…

Celé 19. století bylo považováno za éru prvních úspěchů moderní vědy. Patřila sem i teorie O původu druhů Charlese Darwina (1809–1882), která otřásla světem v roce 1859. O 10 let později už většina vědecké komunity o správnosti evoluce takřka nepochybovala, ačkoliv několik překážek Darwinovi samotnému stále nedalo spát.

Třeba jak fungovaly dědičnost a přenášení znaků rodičů na potomstvo? Podle jeho úvah totiž mísící se znaky nepřetrvávaly více než několik generací, pak se musely zákonitě rozplynout. Darwin věděl, že někde udělal chybu, a byl v koncích.

Že na „jeho“ problému tou dobou už někdo někde paralelně pracoval, neměl ani tušení. Natož že tak dotyčný činil v předklonu, na zahrádce kláštera augustiniánů v Brně.

Žádné míšení

O vyřešení Darwinova problému paradoxně Johannu Gregoru Mendelovi (1822–1884) vůbec nešlo. Jeho knihu sice přečetl, popsal okraje poznámkami a byl jí fascinován. Své experimenty ale na knize nezakládal.

Bádal si pro sebe. Křížil rostliny, vedl podrobné zápisky a sledoval přenos celkem 7 dědičných znaků: tvaru semen a lusků, zbarvení děloh, nezralých lusků a květů, postavení květů a délky stonku. Objevil proto, že potomstvo nízkých a vysokých rostlin nebylo středního vzrůstu, ale v první generaci bylo vysoké pokaždé. Až v druhém pokolení se v jednom ze čtyř případů vyskytla jedna rostlina malá.

Když své poznatky zhodnotil matematicky, došel k závěru, že vlastně nejsou děděny přímo znaky, ale spíše vlohy pro ně. O jejich uplatnění pak rozhoduje kombinatorika. Se svými závěry poprvé veřejně vystoupil před 157 lety, v roce 1865, na setkání Brněnského přírodovědeckého spolku. O rok později pak vydal publikaci Pokusy s rostlinnými hybridy.

Otec genetiky

Mendelovi se na téměř 30 000 sazenicích hrachu, sledovaných v průběhu osmi generací, podařilo objevit existenci dominantních a recesivních alel, tedy konkrétních variant genů. V případě diploidního organismu (obsahuje dvě sady chromozomů, příkladem je člověk) jsou tyto dědičné znak nesoucí varianty vždy dvě.

K tomu, aby došlo k projevu alely recesivní, se musí v daném organismu sejít dvě najednou, zatímco k projevu dominantního znaku stačí alela jedna. Právě tento objev, známý jako Mendelovy zákony dědičnosti, umožnil rozvoj samostatného vědeckého odvětví a v konečném důsledku vedl až k přečtení lidského geonomu v roce 2003.

Vědci z Masarykovy univerzity v Brně zkoumají geny G. J. Mendela

To, že letos uplyne 200 let od narození „otce genetiky“, inspirovalo celou řadu odborníků z Masarykovy univerzity, augustiniánského opatství a dalších organizací, k objevení nových informací o světoznámém přírodovědci.

A to prostřednictvím archeologického výzkumu hrobky Augustiniánů na Ústředním hřbitově v Brně a navazujících antropologických a genetických analýz získaných nálezů.

„Mendel byl naprosto výjimečnou a multižánrovou osobností, která předběhla svou dobu. Také proto jsme dali souhlas k exhumaci a k vědeckým výzkumům, aby jeho odkaz zůstal i nadále živý a veřejnosti známý.

Česká republika, lidstvo, ale hlavně sám Mendel, si to jednoznačně zaslouží,“ říká P. Paul Graham, OSA za Řád svatého Augustina.

Na výzkumech spojených s Gregorem Johannem Mendelem se podílejí téměř dvě desítky vědců. Zapojeni jsou např. odborníci z Filozofické, Přírodovědecké a Lékařské fakulty Masarykovy univerzity i vědci ze Středoevropského technologického institutu CEITEC. „Vzhledem k náročnosti celého projektu se bude veřejnost dozvídat výsledky bádání postupně i v průběhu letošního roku, kdy v červenci vyvrcholí oslavy 200. výročí narození G. J. Mendela,“ doplňuje vedoucí výzkumu prof. RNDr. Šárka Pospíšilová, Ph.D., která je také genetičkou.

Archeologické, antropologické a molekulárně-genetické výzkumy

Práce na archeologickém výzkumu augustiniánské hrobky probíhaly loni v červnu a trvaly zhruba dva týdny. Rakev, ve které byly následnými analýzami identifikovány ostatky samotného G. J. Mendela, zasahovala pod základy hrobky, takže se archeologové dostali při práci až do hloubky 2,5 metrů.

„V průběhu vykopávek se ukázalo, že hrobka je půdorysně mírně posunutá. Museli jsme proto vymýšlet technické postupy, aby se nám podařilo vyjmout cínovou rakev v celku a nepoškodila se,“ popsal ředitel a hlavní archeolog z ústavu Archaia Brno Mgr. Marek Peška, Ph.D.

V rakvi se našly kromě kostry také boty, oděv, vzácné kříže, ale např. i noviny z října r. 1883. Antropologická měření také odhalila například výšku Mendelovy postavy nebo velikost bot. K získání nových poznatků jsou využívány i další vědní obory.

„Například pomocí biometrických údajů lebky vytvoříme takzvanou superprojekci, což znamená, že tvar Mendelova obličeje srovnáme s dostupnými obrazy a fotografiemi,“ přiblížila doc. RNDr. Eva Drozdová, Ph.D. z laboratoře biologické a molekulární antropologie na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity.

Identita potvrzena

Že se skutečně podařilo nalézt ostatky Gregora Johanna Mendela, se potvrdilo v laboratořích CEITECu, kde sekvenace DNA probíhala. „U vzorku mitochondriální DNA získané z Mendelovy knihy Astronomie byla prokázána plná shoda se vzorky odebranými z Mendelových ostatků, což považujeme za jednoznačné potvrzení identity odebrané DNA,“ uvedl Mgr.

Filip Pardy, odborný pracovník Genomické laboratoře tamního Centra molekulární medicíny. Zda se však podaří zrekonstruovat celý genom otce genetiky, ukážou podle Pardyho až další genomické a bioinformatické analýzy.

První genetické výsledky

Genetici se při analýze DNA G. J. Mendela zaměřili na analýzu jeho původu na základě mitochondriální DNA a dle chromozomu Y. „Bude nás také zajímat, zda sám Mendel neměl ve své DNA některou z variant genů, o nichž dnes víme, že způsobují dědičná onemocnění, která se dědí podle pravidel, jež právě Mendel objevil.

Jinými slovy, zda netrpěl predispozicí ke geneticky podmíněné nemoci,“ uvedl prof. MUDr. Michael Doubek, Ph.D. z Ústavu lékařské genetiky a genomiky Lékařské fakulty Masarykovy univerzity a CEITEC MU.