Názor vedca: Vytvorili biológovia nový život? Ešte stále nie

Baktéria s najmenším počtom génov je stále veľkým pokrokom.

Odoberaním génov chcú vedci pochopiť, ako funguje život. (Zdroj: SITA/AP)

John Craig Venter je vedec, ktorý by si zaslúžil Nobelovu cenu, možno aj viac ako jednu. Bolo by mu ich za čo dať, ale nedostane ich.

Aspoň zatiaľ to tak vyzerá. Je totiž netrpezlivý, arogantný, namyslený. Komplikovaná, ale zaujímavá osoba určite čiastočne poznačená aj ako veterán z vojny vo Vietname. Na vede zbohatol a to sa v socialistickom Nobelovom výbore neodpúšťa.

Nobelovku by mohol získať za to, že „výraznou mierou prispel k tomu, že sa podarilo v roku 2000 osekvencovať – prečítať ľudský genóm“. Kým iní postupovali pomaly a postupne čítali DNA úsek po úseku, Venter pochopil, že rýchlo napredujúci výkon počítačov umožňuje úplne iný prístup.

Viac podobných článkov nájdete na SME+. Vznikajú vďaka vašej podpore. Ďakujeme.

Prečítal naraz veľa úsekov a nechal spájanie a ukladanie výsledkov na počítače. Riskoval, zobral veľa úverov, no vyplatilo sa. Takzvaný ľudský genómový projekt svojím prístupom minimálne výrazne urýchlil.

Akurát, že jeho tím nečítal zmes DNA od ľudí z celého sveta, ale priamo DNA Craiga Ventera.

Naberať kúsky mora

Po oslave u Billa Clintona si Venter kúpil jachtu a oboplával svet. Ani vtedy neoddychoval.

Zbieral vzorky morskej vody z rôznych miest a posielal ich do inštitútu, ktorý predtým stihol založiť a pomenovať skromne po sebe. Tam jeho zamestnanci čítali všetku DNA, ktorú vo vzorkách našli.

Prečítajte si tiež: Prečítajte si tiež: Vedci stvorili umelý život, má najmenší počet génov

Venter totiž pochopil, že najviac genetickej informácie možno nájsť na Zemi práve v mori v množstve rôznych mikroorganizmov. O mnohých dodnes nevieme nič, iba máme vďaka Venterovej ceste okolo sveta osekvenovanú ich DNA.

Tak ako sa v minulosti hľadalo zlato, v informačnej dobe sa hľadajú genetické informácie. Na čo všakj Venterovi sú?

Keď celý vedecký svet riešil, ako využiť nové technické pokroky, ktoré umožnili DNA čítať rýchlejšie a lacnejšie, on uvažoval nad tým, ako ju „písať“.

Techniky rekombinantnej DNA umožňujú genetické informácie miešať, génová terapia sa už niekoľko dekád snaží tieto poznatky aplikovať aj do medicínskej praxe.

Ale Venter chcel viac. Chcel vytvoriť nový organizmus s novou DNA. Už dávnejšie sa mu to aj podarilo, keď so svojím tímom takýmto spôsobom pripravil genóm bakteriofága – vírusu baktérií. Neskôr sa mu to podarilo s bakteriálnym genómom a v roku 2010 dokázal dokonca takto syntetizovaný genóm transplantovať do bunky, ktorej predtým jej genóm odstránili.

Výsledná baktéria nazývaná Mycoplasma laboratorium bola prvým organizmom, ktorého DNA bola pripravená kompletne synteticky.

Hrať sa na Darwina?

Táto syntetická biológia nie je len o hraní sa na Boha, prípadne na Darwina. Optimalizácia genómu totiž umožňuje optimalizovať aj vlastnosti takýchto mikroorganizmov, ktoré môžu detoxifikovať prostredie alebo produkovať uhľovodíky ako náhradu ropy.

To vysvetľuje, prečo napríklad Exxon Mobil investuje do tohto výskumu stovky miliónov dolárov. Ale baktérie s optimalizovaným syntetickým genómom môžu aj pomáhať liečiť choroby podobne ako v prípade alternatívnej génovej terapie či pomôcť s prípravou rýchlo vytvorených očkovacích látok. Syntetické baktochondrie môžu zas vnútri v bunke prevziať viaceré funkcie podobne ako dávno v evolúcii mitochondrie.

Aktuálna štúdia Venterovho tímu publikovaná v Science nie je revolučná. Ide o ďalší evolučný krok. Malý, ale dôležitý.

Podarilo sa pripraviť minimálny syntetický genóm. Vedci zobrali baktériu – mykoplazmu, lebo má najkratšiu DNA spomedzi samostatne existujúcich buniek a len 525 génov – človek má okolo 20-tisíc génov.

Následne analyzovali gén po géne, či je, alebo nie je pre existenciu bunky esenciálny - a teda či ho naozaj potrebuje. Najprv to robili in silico pomocou dát z literatúry, ale následne bolo treba doplniť aj experimenty.

Zistili že väčšinu baktéria skutočne potrebuje, viaceré ale nie. Našli sa aj také, ktoré nie sú pre život nutnosťou, ale výrazne pomáhajú napríklad pri delení buniek. Keď následne vytvorili umelý syntetický genóm očistený o nadbytočné gény, výsledné bunky dokázali rásť a stali sa tak bunkami s najmenším genómom.

Dôležitý krok

Odstránené gény síce nie sú nevyhnutné pre rast a život buniek, ale vedú k strate niektorých vlastností. Napríklad strata niektorých mobilných elementov, ktoré indukujú mutácie, v skutočnosti sú dôležité z dlhodobého hľadiska pre evolučný vývoj baktérie.

Ale na aplikácie v priemysle a medicíne sú takéto úseky DNA nielen zbytočné, ale vlastne nebezpečné.

Aj keď ide o úplne syntetický genóm, stále nejde o umelý nový život. Samotná DNA totiž na život nestačí a preto aj v tomto prípade museli vytvorenú DNA transplantovať do živej existujúcej bunky.

Minimalizácia veľkosti genómu je však dôležitým krokom na pochopenie možností vzniku života. Zrejme oveľa dôležitejším výsledkom štúdie ako príprava baktérie s najmenším genómom je zistenie, že medzi génmi, ktoré sú na život bunky nevyhnutné, je asi tretina s úplne neznámou funkciou.

Pri tom obrovskom množstve informácií, ktoré získavame pri sekvenovaní DNA, je priam neuveriteľné, že o tretine esenciálnych génov najjednoduchšej bunky ani netušíme, na čo ich vlastne potrebuje.

Aj egocentrik posúva vedu

Craig Venter napísal dve knihy, ktoré ani tak neopisujú spôsob, akým sa dopracoval k svojim najväčším objavom.

V tých knihách píše skôr sám o sebe - a to čitateľovi dáva možnosť vidieť - hoci možno nie pochopiť - jeho motivácie, ktoré ho v profesionálnom živote viedli. A life decoded: My genome: My life je o tom, čo znamená, keď si človek nechá osekvenovať svoju DNA, aké to má dôsledky, medicínske i etické.

Stále viac z nás má už dnes svoju DNA prečítanú s výsledkami niekde na cloude a nebude trvať dlho, keď to budeme možno aj všetci.

Prečítanie tejto Venterovej knihy môže byť dobrou prípravou na skutočne personalizovanú medicínu. Druhá jeho kniha (Life at the Speed of Light) je o syntetickej biológii a vízii digitálneho života, ktorý možno aspoň na jednoduchej úrovni skutočne transportovať bárs aj na iné planéty ako informáciu.

Craig Venter tohto roku bude oslavovať sedemdesiatku. Počas celej kariéry je svojimi víziami o krok či dva pred ostatnými.

Najmä si svoje vízie aj realizuje. A veda so všetkými aktuálnymi problémami od formalizácie cez nízku reprodukovateľnosť až po vyslovené klamstvá potrebuje aj zopár takých svojských egocentrikov, ktorí ju nepochybne posúvajú ďalej.

Aj keď za cenu toho, že seba kontroverzne stavajú do pozície inteligentného dizajnéra.

Autor je lekár a vedec.

Téma: Baktérie


Článok je zaradený aj do ďalších tém Biológia, Gény a genetika

Hlavné správy zo Sme.sk

EKONOMIKA

Sagan či Hantuchová sa budú plateniu daní vyhýbať ťažšie

Ministerstvo chce zabrániť presunu ziskov.

KOMENTÁRE

Boj proti korupcii si netrúfol atakovať ani Fico

Objavujú sa útoky na prezidenta či aktivistov.

Neprehliadnite tiež

Ničnerobenie a knihy. Desať najlepších spôsobov, ako si oddýchnete

Najväčšia štúdia o oddychu mala prekvapivé výsledky.

Najrýchlejší kábel zrýchli internetové prepojenie medzi Európou a Amerikou

Kábel rozloží riziko výpadkov pri katastrofách na východnom pobreží USA.

Ako vedci vyvíjajú roboty, ktoré chodia ako ľudia

Kývať nohami nestačí. Ak chcú roboty chodiť, musia najprv pochopiť možnosti svojho tela.

Odomykanie mobilov obrazcom nie je bezpečné

Všetci rozmýšľame príliš podobne.