Skocz do zawartości


Zdjęcie

Chiralne życie - początek rewolucji!


  • Zaloguj się, aby dodać odpowiedź
32 odpowiedzi w tym temacie

#1 Jarek Duda

Jarek Duda

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 677 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 00:47

Dawno dawno temu (2007) miałem pomysł że można by się uniezależnić od patogenów poprzez syntezę lustrzanego odbicia organizmu - używając lustrzanych odbić molekuł (enancjomerów). Próbowałem to dyskutować w różnych miejscach (np. http://www.racjonali...rum.php/s,80452 ) ... nawet utworzyłem artykuł na Wikipedii ( https://en.wikipedia...al_life_concept ) jako SF, jednak szybko został skasowany ...

W międzyczasie w 2010 powstała pierwsza syntetyczna komórka ( https://en.wikipedia...ma_laboratorium ), w 2013 rybosom ( https://en.wikipedia...thetic_ribosome ) ... jakoś kilka dni temu zdecydowałem się odtworzyć artykuł na Wikpedii, tym razem już nie w SF tylko w synthetic biology ...

No i właśnie się okazało że w 2016 zsyntetyzowano m.in. lustrzaną polimerazę i są plany syntezy pełnej lustrzanej komórki:
http://www.nature.co...ass-dna-1.19918

W związku z tym proponuję wrócić do dyskusji - już nie o SF tylko o czymś co zbliża się wielkimi krokami.

Przykładowe możliwości zastosowań:
- masowa produkcja lustrzanych odbić białek, które mogą mieć różne zastosowania np. w medycynie,
- zaprojektowanie i zbudowanie sterylnego ekosystemu z tylko wybranych organizmów (bez patogenów), co znacznie powinno poprawić jego wydajność, przykładowo żeby zacząć życie w trudnych środowiskach jak Mars,
- ... ostatecznie może chiralny człowiek - niekompatybilny z większością patogenów.

Ale są też niebezpieczeństwa, przykładowo taka lustrzana fotosyntetyzująca cyjanobakteria mogłaby zdominować nasz ekosystem z braku naturalnych wrogów, zaburzając podstawę łańcuch pokarmowego: produkując L-cukry zamiast D-cukrów...


  • 0

Reklamy Google

#2 ex nihilo

ex nihilo

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 955 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 04:06

z braku naturalnych wrogów

 

Nie do końca tak. Jeśli będzie mix zwykłych i lustrzaków, jedne i drugie będą zjadane, tyle że lustrzaki tylko częściowo będą trawione (mechanicznie i nieorganicznie). Ale jakieś wartości odżywcze też będą miały - nieorganika w nich jest ok.


Użytkownik ex nihilo edytował ten post 31 styczeń 2017 - 04:07

  • 0

#3 Jarek Duda

Jarek Duda

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 677 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 07:34

Mechanizmy agresji są często chiralnie specyficzne - czyli odbicie cyjanobakterii powinno mieć łatwiejsze życie niż ta zwykła, co z czasem może prowadzić do jej wypierania ... ale mówimy o tysiącach lat.

 

W każdym razie potrzebujemy dobrze zrozumieć konsekwencje wprowadzenia takiego chiralnego życia zanim to po prostu zrobią za dekadę lub dwie - temat wymaga poważnej publicznej dyskusji.


  • 0

#4 thikim

thikim

    Kierownik robót

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPipPipPip
  • 4048 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 07:45

Zaczynacie z grubej rury, więc dla początkujących jak ja słowo wstępu:

http://www.focus.pl/...metryczne-14015

I od razu idę dalej. Jeśli przetrwała tylko jedna wersja z dwóch odbić to oznacza to że coś sprzyja(sprzyjało) dzisiejszej wersji. Zatem myślę że i tak lustrzana zostałaby wyparta. Temat wart badania. Sam brak patogenów nie musi oznaczać że wygra wersja lustrzana. Coś spowodowało że przegrała w przeszłości.

Jak to "życie" lustrzane miałoby się żywić? Rozmnażać?

W artykule napisali:

 

A jeśli meteoryty zawierały więcej lewoskrętnych aminokwasów, to nic dziwnego, że życie poszło w tę właśnie stronę

A to oznacza że sama obecność lustrzanych nie wystarcza do zbudowania ich dominacji. Inna sprawa że nijak nie rozumiem jak drobna przewaga (bez dodatkowych czynników) miałaby sprawić że życie poszło w tę czy tamtą stronę.

No i końcówka do dyskusji:

 

Podobnie jak bohater wspomnianej wcześniej powieści, syntetyczne istoty byłyby całkowicie odporne na wszelkie znane nam mikroby. A jednocześnie nie mogłyby żyć bez dostarczanego im przez naukowców syntetycznego pokarmu, takiego jak niewystępujące w przyrodzie aminokwasy prawoskrętne. Dzięki temu nie istniałoby ryzyko, że mogłyby wyrwać się spod naszej kontroli i rozprzestrzenić poza laboratorium. Takie syntetyczne organizmy mogłyby produkować nowe, przełomowe substancje, np. paliwa.


Użytkownik thikim edytował ten post 31 styczeń 2017 - 07:52

  • 0

#5 Jarek Duda

Jarek Duda

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 677 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 08:24

Coś spowodowało że przegrała w przeszłości.

Tworzenie życia w wyniku ewolucji to miliardy lat zupełnie innych mechanizmów niż po prostu synteza w labie - tutaj masz trochę hipotez: https://en.wikipedia...i/Homochirality

Myślę że to była po prostu kwestia że czym więcej było jednego typu życia, tym więcej budulca miały kolejne pokolenia tego samego typu - czyli że mieszanka obu byłaby statystycznie niestabilna - naturalnie prowadząc do dominacji jednego z nich ... wybranego na początku mniej lub bardziej losowo (spontaniczne łamanie symetrii).

Jak to "życie" lustrzane miałoby się żywić? Rozmnażać?

Niektóre organizmy są fotosyntetyzujące - potrzebują głownie światła oraz molekuł które się nie zmieniają przy odbiciu, jak CO2, H2O ... szczególnie wspomniana cyjanobakteria.

Dla większych jak chiralny człowiek potrzebowalibyśmy wcześniej zsyntetyzoać pewien ekosystem - łańcuch pokarmowy z roślinami i np. bakteriami w naszym przewodzie pokarmowym.

Czyli początek to będą sztucznie utrzymywane ekosystemy ... ale już terraformując Marsa może warto będzie użyć chiralnego życia: które możemy uczynić sterylnym (bez patogenów) - znacznie bardziej efektywnym, co może być kluczowe żeby tam w ogóle się przyjęło życie.

Jedna z moich dyskusji sprzed dekady: http://www.sciencefo...s-of-ecosystem/

 

Co do "drobnej przewagi", życie rozwija się wykładniczo - wyobraź sobie dwie populacje z których jedna przyrasta o 1% dziennie więcej niż druga ... po roku będzie jej (1.01)^365 ~ 38 razy więcej.

Na tym oparta jest ewolucja (miliardy lat) - drobne usprawnienia po stu pokoleniach mogą prowadzić do kompletnej dominacji populacji.


  • 0

#6 TrzyGrosze

TrzyGrosze

    Twarz specjalnej troski

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPipPip
  • 1761 postów
  • LokalizacjaGrodzisko Sirada

Napisano 31 styczeń 2017 - 09:31

Przykładowe możliwości zastosowań:
- masowa produkcja lustrzanych odbić białek, które mogą mieć różne zastosowania np. w medycynie,

To tak na siłę wymyślony potencjalny argument o ewentualnym pożytku.:) Jakieś przesłanki?
Izomery talidomidu w medycynie już wystarczająco nabroiły.;)

Przykładowe możliwości zastosowań:
(...)
- zaprojektowanie i zbudowanie sterylnego ekosystemu z tylko wybranych organizmów (bez patogenów), co znacznie powinno poprawić jego wydajność, przykładowo żeby zacząć życie w trudnych środowiskach jak Mars,
- ... ostatecznie może chiralny człowiek - niekompatybilny z większością patogenów.


Yyy...w rankingu człowieczych chorób, żywe patogeny ( o nich mowa?) zdecydowanie ustępują autopatologii ;) ludzkiej:choroby cywilizacyjne są niezależne od izomerii optycznej, a właśnie one zbierają główne żniwo.

Odwrócić życie....chyba jest możliwe, ale niewiadomych dużo, a korzyści...nad tym trzeba jeszcze popracować.;)

Użytkownik TrzyGrosze edytował ten post 31 styczeń 2017 - 09:32

  • 0

#7 Jarek Duda

Jarek Duda

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 677 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 09:52

Owszem talidomid nabroił pół wieku temu przez mieszaninę racemiczną, ale temat się znacznie rozwinął: https://en.wikipedia...nantiopure_drug

Na razie nie mamy za bardzo jak masowo produkować lustrzanych białek, ale ogólnie lustrzane enzymy mogłyby robić dużo nowych ciekawych rzeczy - które będą eksplorować przez kolejne dekady.

Artykuł z Nature też o tym wspomina:

"That makes mirror-image biochemistry a potentially lucrative business. One company that hopes so is Noxxon Pharma in Berlin. It uses laborious chemical synthesis to make mirror-image forms of short strands of DNA or RNA called aptamers, which bind to therapeutic targets such as proteins in the body to block their activity. The firm has several mirror-aptamer candidates in human trials for diseases including cancer; the idea is that their efficacy might be improved because they aren’t degraded by the body’s enzymes. A process to replicate mirror-image DNA could offer a much easier route to making the aptamers, says Sven Klussmann, Noxxon Pharma’s chief scientific officer."

 

Yyy...w rankingu człowieczych chorób, żywe patogeny ( o nich mowa?) zdecydowanie ustępują autopatologii ;) ludzkiej:choroby cywilizacyjne są niezależne od izomerii optycznej, a właśnie one zbierają główne żniwo. Odwrócić życie....chyba jest możliwe, ale niewiadomych dużo, a korzyści...nad tym trzeba jeszcze popracować. ;)

Owszem jest też ta https://en.wikipedia...iene_hypothesis która twierdzi że sterylność może prowadzić do problemów auto-immunologicznych, jak rosnąca ilość alergii - układ odpornościowy "z nudów" atakuje własne ciało.

To jest osobny temat który trzeba by rozwiązać - np. "zapewnić mu rozrywkę" dużą ilością różnych atenowanych potencjalnych patogenów.

Natomiast usunięcie patogenów oznaczałoby nie tylko brak chorób zakaźnych, ale i wielu innych - szczególnie nowotworów często wynikłych z działania wirusów.

Tutaj jest duża lista chorób powiązanych z patogenami: https://sites.google...kedtopathogens/

 

Owszem - to jest gigantyczny temat który nieubłaganie się zbliża i nad którym "trzeba jeszcze popracować" - już zacząć się przygotowywać z różnych perspektyw.


Użytkownik Jarek Duda edytował ten post 31 styczeń 2017 - 09:55

  • 0

#8 thikim

thikim

    Kierownik robót

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPipPipPip
  • 4048 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 10:05

Co do "drobnej przewagi", życie rozwija się wykładniczo - wyobraź sobie dwie populacje z których jedna przyrasta o 1% dziennie więcej niż druga

No to dzisiaj życie normalne ma nie 1 % przewagi ale 100000000000000000000000000000000000000000% przewagi (zera pisane dla zobrazowania). Tym bardziej nie ma szans życie lustrzane :) jeśli drobną przewagę uważamy za tak znaczącą.

Dlatego ja bym jednak sugerował inne mechanizmy. I tylko pytanie czy te mechanizmy dziś tak samo zadziałają. Przykładowym mechanizmem z przeszłości miało być np. promieniowanie działające na jeden typ.


Użytkownik thikim edytował ten post 31 styczeń 2017 - 10:09

  • 0

#9 Jarek Duda

Jarek Duda

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 677 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 10:13

To jest bardziej skomplikowane, nie wykluczałbym jakichś zupełnie egzotycznych form życia na Ziemi, szczególnie w odizolowanych środowiskach, jak bakterie żyjące kilometr pod ziemią: http://www.livescien...rths-crust.html


  • 0

#10 thikim

thikim

    Kierownik robót

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPipPipPip
  • 4048 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 10:27

Ja też nie wykluczam :) A chyba nawet od czasu do czasu są nowinki że coś tam odnaleziono i niekoniecznie kilometr pod ziemią.

I nie piszę o tym:

http://www.fakt.pl/w...e-formy/8mp2j3c

tylko o tym:

http://kopalniawiedz...organizmy,16188

co ogólnie okazało się niewypałem ale jednak moim zdaniem biosfera cienia jest możliwa.


  • 0

#11 Afordancja

Afordancja

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 605 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 10:31

@Jarek Duda

 

Nie znam się nic a nic na tym, stąd pytanie. Jakie mogą być potencjalne korzyści dla nas(ludzi) biologicznie

no bo co zrozumiałem

- to bakterie wytwarzające (jakieś) związki

- mars, ok

- i tu widzę jakieś działania terapeutyczne, można coś więcej? 


  • 0

#12 TrzyGrosze

TrzyGrosze

    Twarz specjalnej troski

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPipPip
  • 1761 postów
  • LokalizacjaGrodzisko Sirada

Napisano 31 styczeń 2017 - 10:47

Tutaj jest duża lista chorób powiązanych z patogenami: https://sites.google...kedtopathogens/

Pośmiejemy się?:D
Alzhaimer - przez bakterie,
miażdżyca - przez bakterie,
obie cukrzyce - przez bakterie,
jadłowstręt- przez bakterie.
Reszta chorób - przez wirusy, ale tu nie będę ironizował, bo wirusy jako wszechobecne dobrze korelują ze wszystkim.;)

Ok,trochę z tym "przez" przesadziłem, tak samo jak autor z "associated" i "linked" w tekście.

Ale to na marginesie.

Lustrzane enzymy, białka i ewentualne korzyści z ich istnienia wynikające, są tak samo z pewne jak potencjalne szkody. To jest bardziej nieobliczalne niż GMO! ( głos ludu)

Użytkownik TrzyGrosze edytował ten post 31 styczeń 2017 - 10:48

  • 0

#13 Jarek Duda

Jarek Duda

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 677 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 11:03

Afordancja,

Jakieś potencjalne korzyści dla ludzi? To jest gigantyczny temat, ale gdyby kiedyś zsyntetyzowano chiralnych ludzi to jest szansa że mieliby praktycznie całe bez chorób - łącznie ze znacznie mniejszym prawdopodobieństwem nowotworów.

Nie oszukujmy się - standardowym rozwojem nauki nigdy nie wytrzebimy powszechnie występujących patogenów, szczególnie wirusów które m.in. już siedzią w naszym DNA ( https://pl.wikipedia...irusy_endogenne ).

Jedną z podstawowych modyfikacji atakowanej komórki przez wirus jest próba zrobienia z niej nowotworu: rozmnażającej się fabryki dla tego wirusa ( https://pl.wikipedia...irusy_onkogenne )


Pośmiejemy się? :D
Alzhaimer - przez bakterie,
miażdżyca - przez bakterie,
obie cukrzyce - przez bakterie,
jadłowstręt- przez bakterie.
Reszta chorób - przez wirusy, ale tu nie będę ironizował, bo wirusy jako wszechobecne dobrze korelują ze wszystkim. ;)

 

W standardowej wiedzy są m.in. wirusy onkogenne, ale może autor (znam) trochę przesadził z tą listą, jednak podpiera się konkretnymi publikacjami.

Rozwój choroby to niezwykle skomplikowany proces, gdzie wchodzi m.in. epigentyka. Patogeny na różnych poziomach zaburzają normalne funkcjonowanie organizmu - nie widzę nic zaskakującego w obecności korelacji (?)

 

"Lustrzane enzymy, białka i ewentualne korzyści z ich istnienia wynikające, są tak samo z pewne jak potencjalne szkody. To jest bardziej nieobliczalne niż GMO! ( głos ludu)"

Całkowicie się z Tobą zgadzam - to jest zabawa w Boga na znacznie wyższym poziomie niż GMO ... jednak jest kwestią czasu kiedy ktoś to w końcu zrobi - czasu na zrozumienie i przygotowanie się.


  • 0

#14 Afordancja

Afordancja

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 605 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 11:10

To jest gigantyczny temat, ale gdyby kiedyś zsyntetyzowano chiralnych ludzi to jest szansa że mieliby praktycznie całe bez chorób - łącznie ze znacznie mniejszym prawdopodobieństwem nowotworów.

 

mhm, czyli te korzyści to raczej dla przyszłych "chiralnych ludzi", a nie dla obecnie żyjących? Dobrze rozumiem? A dla żyjących są jakieś potencjalne korzyści? 


  • 0

#15 Jarek Duda

Jarek Duda

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 677 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 11:27

Muszę Cię rozczarować, ale na pierwszą lustrzaną komórkę poczekamy pewnie ze 20 lat, na człowieka prawdopodobnie bliżej 50 ... owszem - mówimy głównie o konsekwencjach: zyskach i niebezpieczeństwach dla przyszłych pokoleń.

Aczkolwiek, w międzyczasie dzięki tej naturalnej drodze rozwoju mogą powstać np. nowe leki ...

 

Chiralne życie to dla biologów coś jakby antymateria dla fizyków - świat nowych możliwości, który można eksplorować ... równie dobrze można się pytać po co Kolumb wsiadał na statek?


  • 0

#16 Afordancja

Afordancja

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 605 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 11:39

równie dobrze można się pytać po co Kolumb wsiadał na statek?

 

ja nie twierdzę, że jak dla nas (bezpośrednio) nie ma korzyści to nie warto, po prostu jestem ciekaw :) 

 

W każdym razie, dzięki za odpowiedzi :)


  • 0

#17 Jarek Duda

Jarek Duda

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 677 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 11:46

Korzyści które dostrzegają zwykli luzie to np. bardziej zakrzywiony telewizor - tutaj prawdopodobnie nie pomoże ... choć może stać się inspiracją do głośnych innowacji w oprogramowaniu jak nowy zestaw emotikonów.


  • 0

#18 pogo

pogo

    1010011010

  • Moderatorzy
  • 2898 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 11:58

50 lat na zrobienie hiralnego człowieka... jakoś tego nie widzę. Nie spodziewam się by w ogóle udało się w tym czasie wyhodować jakiegoś ssaka poza organizmem matki.

Znalezienie surogatki dla hiralnego stworzenia będzie niemożliwe, więc musi przejść cały okres płodowy w probówce.


  • 0

#19 Jarek Duda

Jarek Duda

    Nadsztygar

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPip
  • 677 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 12:21

Myślę że trudniejsze niż sztuczna macica ( https://en.wikipedia...tificial_uterus ) będzie odtworzenie cytoszkieletu zygoty - pewnie będzie trzeba jakąś molekularną drukarkę 3D ...

.. ale AFM już od dawna operują na poziomie pojedynczych atomów ...

_67343846_67341684a.jpg

to już jest z "filmu" z 2013: http://www.bbc.com/n...onment-22364761


Użytkownik Jarek Duda edytował ten post 31 styczeń 2017 - 12:23

  • 0

#20 Jajcenty

Jajcenty

    padawan młody

  • Użytkownicy
  • PipPipPipPipPipPip
  • 3280 postów

Napisano 31 styczeń 2017 - 13:17

ale gdyby kiedyś zsyntetyzowano chiralnych ludzi to jest szansa że mieliby praktycznie całe bez chorób

Równie dobrze może się okazać, że kontakt z jakąś prostą substancją typu glukoza jest zabójczy - przywołany tu wcześnie talidomid jest dobrym przykładem - najpierw zrobimy lustrzaka, a potem będziemy usuwać ze środowiska czynniki, które są dla niego gwałtownymi truciznami. Trochę to będzie przypominać socjalizm zwalczający problemy....

Dla mnie ten pomysł to raczej ćwiczenie z biegłości w syntezie biochemicznej.


Użytkownik Jajcenty edytował ten post 31 styczeń 2017 - 13:18

  • 0