Znajdź zawartość

Zbliżają się czasy, kiedy organizmy żywe będzie można składać ze standardowych części. Te, gotowe, będą wyręczały nas w różnych sprawach i wykonywały różne zadania. Brzmi jak fantastyka? Dla zorientowanych w temacie to już nie fantastyka, zwłaszcza kiedy Justin Gallivan z Uniwersytetu Emory w Atlancie zbudował bakterię do sprzątania. Gallivan zajmuje się tak zwaną biologią syntetyczną: kreowaniem nowych, przydatnych żywych organizmów. Wymaga to połączenia wiedzy i praktyki z kilku dziedzin: biologii, chemii, genetyki, inżynierii materiałowej. Mój cel to przeprogramowanie prostych organizmów, żeby zmusić je do wykonania nowych, przydatnych dla nas rzeczy w sposób celowy i przewidywalny - mówi. - To jest rewolucja, która właśnie zachodzi w biologii. Zaczynamy dopiero rozumieć, jak żywe organizmy działają. Zamiast pytać: jak to działa? Zaczynamy pytać: jak zmienić to działanie? Jest pytanie, jest odpowiedź - można powiedzieć. Naukowiec z Emory właśnie to zrobił: przekonstruował zwykłą, nieszkodliwą bakterię E. coli tak, aby wedle żądania wyszukiwała i niszczyła cząsteczki atrazyny - wysoce szkodliwego środka chwastobójczego, który wciąż jest używany w USA. W Europie atrazyna została zabroniona ze względu na zwoje uboczne działania, ale tam, gdzie jeszcze jest używana, jej obecność w glebie jest problemem. Wybór padł na pałeczkę coli, ponieważ jest już dobrze poznana przez naukowców. Znamy jej budowę i zachowanie: zbliża się do rzeczy, które lubi, ucieka od tych, których nie lubi. Komunikuje się z innymi bakteriami. Potrafi wytwarzać złożone związki, szybko się powiela. Można ją nakłonić do zrobienia różnych rzeczy, jeśli się za to odpowiednio zabrać. „Program" działania bakterii jest oczywiście ukryty w genach, a sterują nim przełączniki RNA, tak zwane ryboprzełączniki (od nazwy kwasu rybonukleinowego). Pierwszym zadaniem była zmiana istniejącego programu, przez „włamanie się" i zainstalowanie własnych, syntetycznych ryboprzełączników, które zmieniły działanie systemu nawigacji E. coli. Od teraz reagowała ona na obecność atrazyny i podążała w jej kierunku. Ale po wycelowaniu bakterii w cel, trzeba ją jeszcze odpalić. Naukowcy posłużyli się do tego genami konsumpcji pochodzącymi z innej bakterii, które przełożyli, jak klocek z innej układanki, do swojej E. coli. Teraz przerobiona i poskładana przez nich bakteria namierza cząsteczki atrazyny, zbliża się do nich i zjada je, pozostawiając znacznie mniej szkodliwe resztki. W ten sposób sprząta po nas to, czego my sami nie umiemy posprzątać. Odkrycie to jeden z kolejnych kroków w obiecującym - ale nieznanym - kierunku. Kreowanie nowych organizmów może okazać się zarówno rozwiązaniem licznych problemów naszej cywilizacji, a może okazać się zagrożeniem dla jej istnienia. Ale zapewne stopniowo zadomowi się w naszym życiu i nie będziemy się nawet zbytnio zastanawiać nad tym, co dziś wydaje się takie zdumiewające.

Dwudziestego kwietnia 2008 roku rozpoczęło się niezwykłe spotkanie specjalistów związanych z naukami o życiu (ang. life science). Tematem spotkania jest jeden z najambitniejszych i jednocześnie najbardziej kontrowersyjnych projektów badawczych nadchodzących lat - biologia syntetyczna, czyli próba stworzenia całkowicie nowego życia w laboratorium. Nowa dyscyplina, za której ojca uznaje się jednego z najważniejszych badaczy ludzkiego genomu, Craiga Ventera, stawia sobie za cel "okrojenie" genomów mikroorganizmów do absolutnego minimum, a następnie stworzenie nowego gatunku o możliwie prostej informacji genetycznej. Pozwoliłoby to (przynajmniej teoretycznie) na stworzenie taniego w utrzymaniu i bardzo wydajnego "narzędzia" do takich zadań, jak produkcja leków czy neutralizowanie zanieczyszczeń. Krytycy biologii syntetycznej upatrują w niej wielkie zagrożenie dla ludzkości i środowiska naturalnego. Przestrzegają oni, że już teraz jest możliwe zamówienie przez Internet odpowiednich sekwencji DNA, a następnie zsyntetyzowanie na ich podstawie groźnych białek lub nawet - potencjalnie - całych wirusów (interesujący artykuł opublikowało czasopismo New Scientist). Zdaniem przeciwników tej dyscypliny, jej rozwój jest potencjalnie niebezpieczny i powinien zostać zabroniony. Pracujący dla Laboratorium Biologii Molekularnej Uniwersytetu Cambridge dr Philipp Holliger ocenia swoją pracę następująco: Naukowcy uczą się, jak projektować życie aż do najdrobniejszych szczegółów. Nie wiemy jeszcze wystarczająco wiele, by stworzyć wyrafinowane dzieła, lecz nasza wiedza wciąż się rozwija. Naukowiec będzie jednym z prelegentów w czasie konferencji. Większość badaczy zajmujących się biologią syntetyczną, co oczywiste, broni swoich działań. Podkreślają przede wszystkim możliwe korzyści osiągalne dzięki ich odkryciom. Richard Kitney, pracownik Imperial College London: Biologia syntetyczna reprezentuje nowe podejście do inżynierii. Pomogła nam stanąć na czele nowej rewolucji przemysłowej, w czasie której nowe paliwa, leki, terapie i czujniki mogą być wytwarzane z materiałów biologicznych. Jako przykład podawane są np. mikroorganizmy, których zadaniem byłoby wchłanianie z powietrza dwutlenku węgla i przetwarzanie go na paliwa węglowodorowe. Historia manipulacji genetycznych nie jest nowością. Do tej pory jednak przedsięwzięcia z nimi związane, takie jak tworzenie roślin genetycznie zmodyfikowanych, były stosunkowo proste. W większości przypadków polegały na zwiększeniu genomu organizmu o zaledwie jeden gen, którego białkowy produkt spełniałby pożądane zadania. Zupełnie nowym wyzwaniem jest przeprowadzenie procesu odwrotnego: jak najsilniejsze "okrojenie" genomu bakterii aż do stanu, w którym pozostają w nim jedynie geny absolutnie niezbędne do przeżycia. Tak przygotowana "minimalna" forma życia mogłaby być wzbogacona o dodatkowe geny, tworząc w ten sposób tanią i łatwą do wykorzystania "matrycę" do produkcji organizmów zmodyfikowanych na potrzeby nowoczesnej biotechnologii. Spotkanie, które odbywa się w siedzibie Imperial College London, zakończy się jutro.