Sintetinė biologija: nauda ir baimė

Per pastaruosius metus mokslininkai mėgino sukurti naujas gyvybės formas beveik iš nieko. Anksčiau buvo tobulinama ar modifikuojama tai, ką jau yra sukūrusi gamta. Tačiau šiandieninė sintetinė biologija kuria visiškai naują gyvybę, nesiremdama jokiais genetiniais pirmtakais. Skelbiami tikslai – padėti žmonijai apsisaugoti nuo ligų. Bet kiekviena lazda turi du galus. Ar nėra šį kartą kitas galas – pavojingas?
 

Beveik visa DNR molekulė iš sintetinių dalių


Dedamos didelės pastangos norint sukurti mikrobinį organizmą, kuris išskirtų galingą antimaliarinį vaistą. Bandomi kurti mikrobai, kurie cirkuliuotų žmogaus kraujotakoje, ieškodami vėžinių ląstelių. Mikrobai taip pat gali būti „apginkluoti“ biologiniu prietaisu, kuris aptiktų mažus deguonies koncentracijos lygius, vyraujančius augliuose, arba galėtų įsiveržti į vėžio ląsteles.
2008 metais Japonijos chemikai paskelbė sukūrę pirmą DNR molekulę, kurią sudarančios dalys beveik visos yra sintetinės. Iki tol mokslininkai buvo sukūrę DNR molekules, turinčias vos vieną ar keletą sintetinių dalių. Japonų mokslininkai sugebėjo susintetinti keturias visiškai naujas bazes ir patalpinti jas į iš cukrų sukurtą DNR molekulės karkasą. Taip jie gavo neįprastai stabilią dvigrandę struktūrą, labai panašią į tikrą DNR molekulę.
O štai neseniai JAV mokslininkams pirmą kartą pavyko sukurti besidauginančias bakterijų ląsteles su dirbtiniu genomu. „Vadiname tai sintetine gyvybe, nes ląstelės gautos vien iš sintetinės chromosomos, sukurtos cheminiame sintezatoriuje, – aiškino šio projekto vadovas Craigas Venteris. – Tai, mūsų manymu, yra svarbus žingsnis ir mokslo, ir filosofine prasme. Tai iš tiesų pakeitė mano požiūrį į gyvenimą sąvoką ir gyvybės veikimo mechanizmus“, – pridūrė jis.
Šis metodas gali būti panaudotas kuriant bakterijas, kurios gamintų biokurą arba padėtų išvalyti aplinkai pavojingus teršalus. Šiuo metodu įmanoma sukurti dumblius, kurie sugertų anglies dvideginį – vieną iš pagrindinių „šiltnamio efektą“ ir pasaulinį klimato šiltėjimą sukeliančių veiksnių. Taip būtų galima sukurti organizmus, kurie aplinką tausojančiu būdu gamintų žaliavas naftos perdirbimo gamykloms.
Tyrėjai tikisi ištobulinti metodus, kurie padėtų paspartinti vakcinų gamybą, kurti naujas maisto sudedamąsias dalis ir chemines medžiagas.
Tiesa, kritikai perspėja, kad taip C. Venteris su bendradarbiais atveria Pandoros skrynią, sudarydami galimybes kurti dirbtinius organizmus, kurių veiklos padariniai gali būti sunkiai nuspėjami. Tačiau C. Venteris atmeta kaltinimus, esą jis vaidinąs Dievą, teigdamas, kad abejonių iškyla kaskart, kai medicinoje arba moksle padaromas naujas su biologija susijęs proveržis.
 

Sukurtos dyzelino bakterijos


Sintetinė biologija arba genetika – jau tikrovė. Šioje šioje srityje dirba ne vien Craigas Venteris, kurdamas naujas gyvybės formas. San Francisko kompanija LS9 kartu su Kalifornijos universiteto mokslininkais sukūrė modifikuotas E.coli bakterijas, kurios celiuliozę paverčia įvairiomis cheminėmis medžiagomis, įskaitant ir dyzeliną. Šį neįtikėtiną darbą per kelias stadijas atlieka mikroorganizmų pasigaminti bioinstrumentai – fermentai. Trumpai sakant, bakterijos į aplinką išskiria degalus.
Vienas kompanijos įkūrėjų cheminės inžinerijos ir bioinžinerijos prof. Jay Keaslingas pranešė, kad E.coli bakterija buvo taip modifikuota, kad galėtų susintetinti fermentą hemiceliuliazę, kuri skaido celiuliozę į cukrus. Vėliau bakterija šiuos tarpinius produktus ir paverčia dyzelinu.


Tokiu metodu galima gauti įvairių tipų degalus iš biomasės, teigia mokslininkai.
Galima įsivaizduoti ekonominį efektą, jeigu pavyktų tokiu būdu sintetinti pageidaujamus degalus dideliais kiekiais. Tiesa, tai nėra lengva, nes dideliuose rezervuaruose, pasikeitus aplinkoms sąlygoms, bakterijos gali imti veikti nebe taip efektyviai. Tačiau naujoji laboratorijoje sukurta E. coli atmaina iš esmės yra naftos perdirbimo gamyklos minianalogas.
 

Nagrinėjama sintetinės biologijos nauda


JAV kongresas išklausė pranešimą apie naujas sintetinės biologijos galimybes. Nors perspektyvos viliojančios, nes sintetinė biologija gali būti naudojama kuriant ekologiškai švarius degalus, vakcinas nuo ligų ir nebrangius vaistus, bet sintetinės biologijos pasiekimų sulauksime ne anksčiau kaip po dešimtmečio. Kaip teigė C.Venter, tai dar nėra naujas gyvenimas, tai tik pirmieji vaikiški žingsniai sintetinės biologijos srityje.
Faktas, kad milžiniški naftos kiekiai atsidūrė Meksikos įlankoje, paskatino klausimus apie tai, kuo pakeisti naftą ir kaip sumažinti naftos produktų grėsmę aplinkai. Mokslininkai prakalbo apie mikrobus, kurie galėtų sintetinti švarų kurą ir taip panaikinti teršalų keliamus padarinius.
„Optimistiškai galima teigti, kad tokia galimybė galėtų būti po kokių dešimties metų, – pastebi C. Venteris, kurio privati bendrovė „Synthetic Genomics Inc.“ sudarė sutartį su „Exxon Mobil Corp“ pabandyti sukurti dumblius, kurie gamintų biokurą.
 

Ar saugu ir ar etiška?


Britų ekspertas profesorius Paulas Freemontas, vadovaujantis Londono imperatoriškojo koledžo Sintetinės biologijos centrui, komentuodamas C. Vernerio ir jo bendradarbių darbą, pastebėjo, jog tai gairė, rodanti didžiulę sintetinės biologijos pažangą. Jo nuomone, tai yra esminis žingsnis, pradedantis naują biotechnologijų erą.
Tuo tarpu dr. Džimas Haselofas iš Kembridžo universiteto į klausimą, ar, jo nuomone, sintetinė biologija gali būti panaudota netinkamais tikslais, atsakė, kad, kaip ir su daugeliu technologijų, yra galimų pavojų dėl netinkamo panaudojimo, galbūt net teroristiniais tikslais.
Taigi, kalbant apie sintetinę biologiją, kyla diskusijos dėl ekstremalios rizikos, ir DNR sintezė buvo įvardyta kaip viena iš pagrindinių galimų pavojų.
Kadangi gebėjimas naudoti naujas technologijas susijęs su pavojais ir kelia moralinių abejonių, taigi nenuostabu, kad JAV prezidentas B. Obama paragino skubiai nustatyti tinkamas etikos ribas ir iki minimumo sumažinti galimą riziką, susijusią su laimėjimas.
Naujosios sintetinės biologijos eros technologijų naujovės kelia rimtų etinių ir saugos problemų: ar teisinga ir tinkama kištis į gyvenimo pagrindą? Kas atsitiks, jei technologijos pateks į blogas rankas? kas gali atsitikti, kai sintetinis gyvenimas susitiks su natūraliu gamtos pasauliu?
Tokie ir panašūs klausimai kyla mokslininkams, etikos specialistams ir sprendimų priėmėjams daugelį metų, ir ne be priežasties – naujieji atradimai ir pažangios genetinės manipuliacijos veda mus į nepažįstamą teritoriją. Ypač sintetinė biologija kelia etinius klausimus, kas yra teisinga ir kas yra priimtina.
Mokslininkų, politikos formuotojų ir kūrėjų pareiga – kuo greičiau apsvarstyti, kaip dirbtinė biologija paveiks mūsų aplinką. Būtinas moksliškai pagrįstas dialogas dėl galimos rizikos. Tik visa tai įvertinus, bus galima kurti moksliškai pagrįstą pagrindą, kuriuo remiantis būtų kuriamos saugios technologijos.
Sintetinė biologija dar per jauna, kad būtų galima nuspėti, ar dirbtiniai mikrobai nesukels biologinio teroro pavojaus, ar dėl galimos biologinės klaidos neatsiras kenksmingų naujų ligų sukėlėjų ir t.t.
Nors dr. C. Venteris pastebi, kad tyrimus vykdė prieš tai gavęs etikos komisijos leidimą, tyrimų stebėjimo grupė „Human Genetics Alert“ ragino skelbti moratoriumą „sintetinei gyvybei“ tol, kol nebus įvykę vieši debatai ir nebus įdiegta efektyvi pasaulinė reguliavimo sistema.
Šios grupės vadovas dr. Davidas Kingas teigė, jog labiausiai pavojų kelia šių mokslininkų ambicijos visiškai ir neribojamai kontroliuoti gamtą. Jo nuomone, mokslininkų biologijos suvokimas gerokai atsilieka nuo jų technologinių galimybių.
Taigi be tinkamo mokslinio šių klausimų įvertinimo gali kilti daug spekuliacijų ir nepasitikėjimo.
 

Sintetinė biologija: faktai


• Daugiau kaip 66 kompanijų visame pasaulyje atlieka sintetinės biologijos eksperimentus.
• Beveik kiekviena žymesnė inžinerijos mokykloje JAV turi sparčiai augantį sintetinės biologijos skyrių.
• Nėra techninių kliūčių, trukdančių kurti naujas gyvybės formas.
• Mokslininkai yra pasirengę ir pasiruošę pradėti sintetinti naujas gyvybės formas. Nėra įstatymų ar agentūrų, kurios tvarko genetines technologijas. Tai reiškia, kad mokslininkai gali sukurti ką nori, jei gali rasti finansavimą.

Susiję straipsniai

Video

Naujausi gydytojų atsakymai

Mūsų draugai