Řeč nám umožňuje okamžitě si navzájem sdělit různé informace, velice pružně se na něčem dohodnout. Je to jeden z nejdůležitějších faktorů, který spolupůsobil v evoluci člověka. Forma a zejména rozmanitost lidských verbálních schopností je v porovnání s našimi geneticky nejbližšími příbuznými – šimpanzy a lidoopi vůbec – výjimečná. Jak a kdy se tato schopnost vyvinula a jaké genetické i morfologické změny k ní vedly, to jsou otázky, na které již dlouho hledají odpovědi vědci z několika oborů – od antropologů přes genetiky až k lingvistům. Jen pomalu se začíná z výsledků různých výzkumů skládat složitá mozaika. Před více než osmi lety byl do ní vložen důležitý kamínek v podobě genu FOXP2. Odhalil ho genetický výzkum jedné britské rodiny, označované v odborné literatuře jako „KE family“, jejíž 30 členů tří generací (téměř 50 % rodiny) jsou postiženi zvláštní kombinovanou poruchou řeči, odpovídající mendelovským zákonům dědičnosti. Psalo se o tom hodně, protože i studií na toto téma bylo více a členové rodiny KE si za ta léta musí připadat jako pokusní králíci. I na stránkách Osla se objevilo několik článků, z nich nejobsažnější je příspěvek Dar řeči. Autor, prof. Jaroslav Petr v roce 2003 o hledání příčin dědičného postižení členů rodiny KE napsal:
V rozhozených sítích genetických analýz nakonec uvízl gen označovaný jako FOXP2. V lidských buňkách se podle něj vyrábí bílkovina, která se opět váže na dědičnou informaci a působí tu jako pomyslná páka uvádějící do pohybu další geny. Nikdo neví, o jaké geny jde, ale je jasné, že se podílejí při vývoji mozku na tvorbě center zodpovědných za ovládání mluvidel a za chápání řeči. Gen FOXP2 je v dědičné informaci zapsán zhruba 2 500 písmeny genetického kódu. Postižení KEové mají změněno jedno jediné písmeno, ale to stačí, aby se bílkovina vyrobená podle jejich pozměněného genu nedokázala navázat na dědičnou informaci. Jako „páka“ startující další geny nestojí tato bílkovina za nic.
Jinými slovy, gen FOXP2 je programem na produkci transkripčního faktoru, bílkoviny, která reguluje činnost celé řady dalších genů tím, že spouští přepis DNA do RNA a umožňuje buňce tvořit podle genetického návodu výsledné produkty – bílkoviny. Ve všeobecnosti jsou bílkoviny (proteiny) nenáhodně pokroucené řetězce peptidickými vazbami propojených aminokyselin. Na tvorbu jednoho stavebního prvku - aminokyseliny – stačí buňce krátký návod napsaný třemi písmenky DNA. Kombinace čtyř typů nukleotidů DNA (C, G, T, A) nabízí 64 takových možných trojic – kodonů – „kuchařských receptů“. Podle nich se ale v našich buňkách tvoří jenom dvacet různých aminokyselin, několik dalších získáváme ze stravy. Tato exkurze do středoškolské biologie má jediný účel: poukázat jak nepatrné změny v dlouhých sekvencích genetického kódu vedou k dalekosáhlým následkům. Řečovou vadou postižení příslušníci rodiny KE mají na jednom ze dvou zděděných genů FOXP2 chybu v jediném písmenku, což jim tuto kopii znefunkčňuje. Ta samá chyba na obou genech je, jak naznačují studie na myších, neslučitelná se životem.
V evoluci savců prokázal gen FOXP2 velkou rezistenci vůči mutacím a tak není divu, že se jeho lidská a šimpanzí varianta navzájem odlišují jenom málo – v řetězci výsledného proteinu se našly jenom dvě rozdílné aminokyseliny (je to výsledek záměny nukleotidů na pozicích 911 a 977 exonu 7, což má za následek produkci kyseliny asparagové namísto threoninu v prvním případě a argininu namísto serinu v případě druhém). Podle analýz měli Neandertálci přesně stejnou formu FOXP2 jako moderní lidé. Ze současných primátů je v tomto ohledu k nám nejblíže orangutan, ne šimpanz, jak by se dalo očekávat.
I když FOXP2 není jediným faktorem, který rozhoduje o naší možnosti mluvit, považuje se za nejdůležitější pro schopnost slovně vyjádřit složitější komplex myšlenek a obráceně – pro schopnost vysloveným větám dobře porozumět. Experimenty přinesly zajímavé výsledky i u mnohých obratlovců. Například zpěvným ptákům knokautováni jednoho z dvojice FOXP2 genů znemožnilo naučit se správně zpívat tu svou písničku, nebo imitovat jiné pěvce.
Tým neurogenetika Daniela Geschwinda z University of California v Los Angeles se rozhodl vystopovat co proteinový transkripční faktor, který buňka ukuchtí podle genu FOXP2, dál provádí v mozcích člověka a šimpanze. Čili které jejich geny následkem zmíněných dvou mutací ovlivňuje jinak. Vědci nejdřív do buněk vykultivovaných z lidských neuronů vpašovali šimpanzí variantu genu FOXP2 a zjistili, že až 116 genů se pod „cizím“ vlivem zapíná a vypíná odlišně. V porovnání se šimpanzy, náš lidský FOXP2 nutí v mozku ke zvýšené aktivitě 61 genů a dalších 55 naopak utlumuje. Je to však jen pětina všech genů, které v mozcích obou zkoumaných, geneticky nejpříbuznějších druhů „pracují“ rozdílně.
V dalším kroku se pak vědci zaměřili na odhalení doposud neprozkoumaných vztahů mezi právě těmi různě regulovanými 116 geny. Je pravděpodobné, že spolu s „řídícím“ genem FOXP2 sehrávaly důležitou roli ve vývoji nejen naší schopnosti mluvit, ale i v budování celého jazykového systému.
Mezi tyto regulované geny patři například ty, jež souvisejí s vývojem obličejové části lebky a centrálního nervového systému. Následky jejich mutací se projevují zhoršenou schopností artikulovat, nebo dokonce i mentální retardací.
Nová studie neurology a neurogenetiky nejen zaujala, ale vyvolala i jejich protichůdné reakce. Neuroložka Faraneh Vargha-Khadem z londýnského Institute of Child Health studovala členy rodiny KE po více než 20 let. Výsledky Geschwindovho týmu ji nadchly, protože jsou zčásti potvrzením a dalším doplněním těch jejích. Ve svých pracích poukázala právě na to, že neschopnost správně artikulovat je u KEův spojena i s poznávacími poruchami řeči a jazyka.
Již podstatně méně nadšení projevuje genetik Simon Fisher z Wellcome Trust Centre for Human Genetics Oxfordské university, šéf týmu, kterému se podařilo u rodiny KE identifikovat mutaci ve FOXP2. Loni publikoval článek, ve kterém dokazuje, že tato mutace vede k potlačení aktivity jednoho z nejdelších našich genů, genu CNTNAP2, což postihuje schopnost používat slova a rozumět jim (článek Geny kódují poruchy vývoje řeči). Nesrovnalost obou studií představuje právě gen CNTNAP2. Ten se totiž mezi geny, které jsou podle Geschwindově práce regulovány transkripčním faktorem FOXP2, nenachází vůbec.
I genetik Wolfgang Enard z Max Planckova ústavu evoluční antropologie v německém Lipsku hledí na nové výsledky s nedůvěrou. Jeho tým objevil rozdíly mezi šimpanzí a lidskou variantou genu FOXP2 a vytvořil umělým knokautováním tohoto genu u myší i příslušný laboratorní model. Ale na rozdíl od Geschwindovho pracoviště na Kalifornské universitě se v jeho moderně vybavené lipské laboratoři nepodařilo identifikovat které odlišné geny u lidí a šimpanzů protein FOXP2 reguluje.
Toto téma je pro vědce zajímavé. Nabízí velký prostor pro další výzkum, který nepochybně přispěje novými poznatky do příběhu „O polidštění opice“, ve které schopnost mluvit a vyvinout složitý lingvistický systém sehrála jednu z hlavních rolí.
Pro další studium (v angličtině) doporučujeme přehledný článek z časopisu Journal of Neuroscience (říjen 2006):Singing Mice, Songbirds, and More: Models for FOXP2 Function and Dysfunction in Human Speech and Language
Zdroje: ScienceNOW , Nature , WIKIPEDIA