Chiralne życie - początek rewolucji!

[Jajcenty 314]

 

 

zaczyna się nowa gigantyczna gałąź biologii - o olbrzymim potencjale, z milionami niewiadomych ...

No właśnie. Trochę dziwię się, bo jeszcze nie skończyliśmy ze starą gałęzią, z takim samym potencjałem i liczbą niewiadomych.

[pogo 102]

Nie przesadzajmy... Bakterie produkujące hiralny jedwab mogę okazać się genialnym wynalazkiem. Możliwe, że nic zwinięta z 2 rodzajów jedwabiu (obecnego i lustrzanego) będzie miała ciekawe właściwości mechaniczne i wciąż nie będzie toksyczna.

Oczywiście to tylko takie moje przypuszczenie, taki pomysł wykombinowany na szybko bez żadnych źródeł.

[Jarek Duda 139]

Jajcenty,

I szybko nie skończymy, tylko będą dorastać nowe ...

Może kiedyś zaprojektujemy od poziomu molekuł i zbudujemy "nowe lepsze życie" (np. dedykowane pod różne typy planet) ... ale obecnie mam do czynienia z chomoinormatyką i to jest raczej czysta przesiewówka - sprawdź milion związków, może któryś będzie miał dobre własności - będzie potrzeba dekad żeby świadomie projektować nowe enzymy pod nowe zadania ... stuleci dla rzeczywiście nowego życia ...

 

Natomiast zaletą chiralnego życia jest to że już jest super zaprojektowane, kwestia "tylko" syntezy - ta gałąź bardzo szybko się rozwinie ... ale oczywiście w perspektywie są kolejne, znacznie szersze gałęzie syntetycznego życia ... tylko że potrzebują też znacznie więcej czasu żeby się rozwinąć ...

 

pogo,

jasne "splecenie" materiałów o różnych chiralnościach może przynieść jakieś nowe ciekawe praktycznie możliwości ... czas pokaże ...

Jakbyście mieli jakieś ciekawe zastosowania dla enancjomerów związków które są normalnie produkowane przez nasze życie (ze źródłami), to dodawajcie do artykułu - zacząłem sekcję o zastosowaniach:

https://en.wikipedia.org/wiki/Chiral_life_concept

Edytowane 2 lutego 2017 przez Jarek Duda

[thikim 119]

Pierwsza sprawa to że rozwój technologii tylko przyśpiesza, też syntetyczne życie - które dekadę temu było raczej SF, a teraz dzieci mogą "programować bakterię"

Ja ośmielę się to ująć inaczej. Rozwój pewnych (zasadniczo nowych) dziedzin technologii przyspiesza. W opozycji do starszych dziedzin gdzie jest zastój. I coraz więcej jest tych starszych

 

 

przejście do chiralnego życia to chyba jedyna realna szansa żeby od nich uciec (rakieta nie wystarczy).

No tu jak pisałem dostrzegam problem. Chiralny człowiek bez chiralnych bakterii padnie bardzo szybko. Inaczej pisząc wytworzenie chiralnego człowieka to zadanie wytworzenia chiralnego środowiska, także z bakteriami. A jak wytworzymy bakterie to nagle chiralny człowiek zacznie chorować. Bo cokolwiek nie zrobimy mutacje będą musiały zachodzić. Nie mówiąc o poziomie skomplikowania wytworzenia chiralnego człowieka z kilogramami chiralnych bakterii wewnątrz.

Być może łatwiej będzie zrobić chiralnego człowieka na zasadzie chiralnej ewolucji ale to podobno trochę trwa i oczywiście powstaną też patogeny

To może prościej jednak wymienić wszystkie ludzkie elementy (poza mózgiem) na wymienną elektronikę

Edytowane 2 lutego 2017 przez thikim

[Jarek Duda 139]

 

 

Ja ośmielę się to ująć inaczej. Rozwój pewnych (zasadniczo nowych) dziedzin technologii przyspiesza. W opozycji do starszych dziedzin gdzie jest zastój. I coraz więcej jest tych starszych

Owszem, znam dobrze osobiście jeden przykład ;p - kilka dekad temu kodowania, zabawy z bitami były podstawowym ekscytującym tematem ... a obecnie nikogo nie interesuje np. że cała informacja na świecie od 2014 przerzuca się na nowe kodowania (ANS), przyspieszając nawet 30x podstawowe zadanie wykonywane przez całą naszą elektronikę ( https://sites.google.com/site/powturbo/entropy-coder ) ...

Rozwój nauki jest bardzo oparty na modach - modne dziedziny jak obecnie machine learning, mechanika kwantowa zbierają "spotlight", granty, ludzi w samonapędzającym się sprzężeniu - często zapominając o innych dziedzinach które często też są istotne ... ale to że media zapomniały nie znaczy że się nie rozwijają ...

 

Co do chiralnego człowieka - jeszcze raz: to jest bardzo odległa perspektywa - z jednej strony z powodu trudności (eukariota ze skomplikowanym cytoszkieletem, sztuczna macica) ... z drugiej że wcześniej potrzeba zbudować pewien ekosystem - m.in. z roślinami i koniecznymi bakteriami ...

Jak już wspominałem, nie wszystkie bakterie są agresywne. Owszem, tą agresję mogą  wyewoluować, aczkolwiek ona zwykle wymaga jakichś jakichś bardzo wyszukanych specjalistycznych białek - jeśli byśmy ich unikali podczas syntezy takiego życia (też podobnych), ich ewolucja od zera może zająć tysiące lat ... np. TTSS ( https://en.wikipedia.org/wiki/Type_three_secretion_system ) od zera to raczej miliony:

 

Właśnie znalazłem duży ciekawy artykuł z WIRED z 2010 ... ale raczej nie wychodzi poza pojedyncza komórkę:

https://www.wired.com/2010/11/ff_mirrorlife/

"Mirror-Image Cells Could Transform Science — or Kill Us All" - po wypuszczeniu chiralnej cyjanobakterii daje naszemu życiu kilkaset lat do śmierci z braku CO2 ...

[thikim 119]

No tak ale równie dobrze można zbudować i zwykłego wirusa czy bakterię który dokona pogromu albo jako napastnik albo jako efektowny zużywacz naszych zasobów.

I zasadnicze pytanie. Czy rzeczywiście jakiś podstawowy organizm w rodzaju zwykłej zmodyfikowanej genetycznie (niechiralnej) bakterii nie będzie w stanie przetwarzać związków chiralnych? Wszak i chiralną cząsteczkę można jak przypuszczam rozbić przy pomocy np. nieorganicznych.

Ewolucja nie przystosowała naszych bakterii do pochłaniania cząstek chiralnych bo by padły z głodu (tzn. jeśli były przystosowane to zdechły ) ale ogólnie wydaje mi się możliwy normalny organizm niskiego rzędu karmiący się i chiralnymi substancjami.

No i pytanie co z życiem krzemowym (tam chyba nie występuje chiralność).

Edytowane 2 lutego 2017 przez thikim

[Jarek Duda 139]

Odnośnie chiralnego człowieka, pisząc o kompletnej ucieczce od patogenów podkreślam słowo "szansą" ...

Jednym z możliwych powodów niepowiedzenia jest np. nieporównywalnie prostsza synteza chiralnego wirusa przez jakąś organizację sprzeciwiającą się idei stworzenia chiralnego życia, człowieka ... w tym momencie nie wyobrażam sobie żeby nie było tego typu kontrataku przez jedną z tysięcy radykalnych organizacji ... i to ryzyko może nigdy nie spaść do akceptowalnego poziomu ...

 

Nasz system odpornościowy, przynajmniej swoisty, dalej powinien się uczyć i reagować na takie lustrzane mikroby ... część mechanizmów agresji nie przejmuje się chiralnością jak TTSS z obrazka ... wirusy same raczej nie mają żadnych szans same przestosować się się na lustrzanego hosta, eukariotyczne patogeny pewnie też nie ... ale nie wykluczone że część bakteryjnych patogenów byłaby w stanie ...

Szczególnie że gdzieś widziałem artykuł że przynajmniej bakterie są w stanie wyewoluować trawienie L-cukrów, więc sytuacja jest dużo bardziej skomplikowana i nieprzewidywalna ... myślę że wypuszczone chiralne cyjanobakterie jednak szybko zyskałyby naturalnego wroga ...

[Jarek Duda 139]

Przykładowe tematy do dyskusji o lustrzanym życiu ... którą warto byłoby na poważnie zacząć (od ponad roku jest lustrzana polimeraza):

 

- czy drobne poprawki z symetrii przestrzennej mogą zakłócić działanie lustrzanej bakterii, drożdży, nicienia ... człowieka?

Rozmawiałem m.in. z chemikiem kwantowym czy rozważa się poprawki z łamania symetrii przestrzennej w obliczeniach, odpowiedział że uważa że są zupełnie zaniedbywalne i że nie słyszał.

Pytanie czy takie zaniedbywane poprawki nie mogą się zakumulować w coś istotnego na poziomie większych struktur? Chyba nie?

 

- zrozumieć trudności w syntezie szczególnie pierwszej lustrzanej komórki (m.in. synteza, fałdowanie białek, rybosomy, rekonstrukcja struktur), możliwe techniki (np. 3D drukowanie AFM części zamrożonej komórki), oszacować czas pozostały do uzyskania przez kogoś pełnej syntezy (10 lat? 20? 50?), głównych graczy w tym zaczynającym się wyścigu, może miejsca Polski w nim?

 

- ocenić motywacje ekonomiczne, szczególnie bezpośrednie: dla masowej produkcji lustrzanych biomolekuł (np. L-glukoza, aptamery) - dla jakich obecnie znanych substancji wiadomo że byłby popyt? Jak duży? Czy można ocenić wzrost ilości takich znanych substancji o potencjalnych zastosowaniach?

 

- sporządzenie listy niebezpieczeństw i ocenienie ich poziomu zagrożenia: od potencjalnej toksyczności metabolitów, do możliwości katastrofy ekologicznej przykładowo przez lustrzane sinice,

 

- zakładając syntezę lustrzanej komórki, jak zbudować bezpieczne środowisko (bioreaktor) do masowej produkcji lustrzanych biomolekuł? – produkować konieczne substraty (szczególnie L-glukozę), prawdopodobnie unikając fotosyntezy,

 

- ocenić różne interakcje takich organizmów z naszą biologią – przykładowo toksyczności, możliwości przystosowania się np. do trawienia lustrzanych cukrów, kompatybilności lustrzanych patogenów i ewentualnych możliwości przystosowania się,

 

- jakie są inne potencjalne zastosowania? Przykładowo projektowanie sterylnych ekosystemów, aż do lustrzanego człowieka,

 

- jak mogą wyglądać różne kwestie własności intelektualnych związanych z taką syntezą?

 

- czy/jak można działać w tej sprawie, może spróbować wystartować o grant - przykładowo żeby lepiej ocenić sytuację, może uświadomić opinię społeczną, może próbować jakoś przeciwdziałać jeśli nie widać możliwości realnego zabezpieczenia przed potencjalnymi zagrożeniami?