Prawda

Czwartek, 28 marca 2024 - 14:59

« Poprzedni Następny »


Frankenstein dziś  nie może wyjść i się bawić


Carl Zimmer 2015-02-11


W klasycznej historii Frankensteina naukowiec tworzy nienaturalnego potwora, który wyrywa się z laboratorium i dostaje amoku. Dlaczego jednak nienaturalne musi być niepowstrzymane? Możliwa jest także odwrotność. Wyobraźmy sobie inną historię: potwór Frankensteina ucieka, zdaje sobie sprawę z tego, że nie może przeżyć w świecie i powraca do laboratorium. Taka opowieść może nie nadawać się na wzbudzający dreszcze film, ale może być dobrym celem w realnym życiu.

Strach przed czymś nienaturalnym i niepowstrzymanym towarzyszy nam od czasu, kiedy naukowcy zaczęli przenosić geny między gatunkami w latach 1970. W eksperymencie z 1973 r. naukowcy przenieśli gen z żaby do Escherichia coli. Ten mikrob jelitowy użył żabiego genu do wyprodukowania żabiego białka.


Nie trwało długo zanim naukowcy wykoncypowali, jak przy pomocy inżynierii genetycznej zamieniać mikroby w fabryki. Kiedy wstawili gen ludzkiej insuliny do E. coli, bakterie były w stanie wytwarzać lek, który uprzednio wydobywano z trzustek krów. E. coli stała się wołem roboczym biotechnologii, sypiąc lekami, witaminami i materiałami przemysłowymi. (Więcej o dziwnej ale ważnej historii E. coli znajdziesz w mojej książce Microcosm.)


Początkowo perspektywa obcych genów w E. coli była przerażająca. Niektórzy krytycy ostrzegali, że produkujące insulinę bakterie uciekną ze zbiorników, dostaną się do organizmów ludzkich i spowodują epidemię śpiączki cukrzycowej. Nigdy się nic takiego nie zdarzyło, prawdopodobnie dlatego, że insulina nie sprzyja rozmnażaniu się E. coli. Ludzki gen jest obciążeniem dla mikroba, zabierając mu energię i zasoby, których mógłby użyć do rośnięcia.


Było niemniej możliwe, że jakieś inne stworzenia mogą okazać się niebezpieczne. Społeczność naukowa zareagowała ustaleniem reguł pracy z genetycznie modyfikowanymi stworzeniami. Większość reguł dotyczyła tworzenia barier fizycznych  żeby nie dopuścić do ucieczki organizmów z fabryk lub laboratoriów. Naukowcy stworzyli jednak również bariery biologiczne, by sama zmiana stworzeń powodowała trudność przeżycia poza laboratorium.


Na przykład, naukowcy, badający dżumę, stworzyli bezpieczny szczep bakterii Yersinia pestis, z którą mogli pracować w laboratorium. Y. pestis potrzebuje żelaza, by przeżyć, i używa specjalnych cząsteczek do wygrzebywania tego pierwiastka z naszych organizmów. Naukowcy stworzyli bezpieczny szczep przez zamknięcie kilku wyszukujących żelazo genów. Bakterie mogą rosnąć w probówce, jeśli dostarczy się im tam dużo żelaza. Wewnątrz ludzkich organizmów jednak, gdzie żelaza jest mało, umrą z głodu.


Taki przynajmniej był plan. W 2009 r. na University of Chicago, naukowiec Malcolm Casabadan zaraził się laboratoryjnym szczepem Y. pestis i zmarł na dżumę. Niestety, ani on, ani nikt inny nie wiedział, że cierpiał on z powodu zaburzenia genetycznego zwanego hemochromatoza, które powodowało, że w jego krwi gromadziło się dużo żelaza. Jego ciało odgrywało prawdopodobnie taką samą rolę, jak wypełniona żelazem probówka laboratoryjna. Okaleczone bakterie mogły w nim nadal rosnąć.


Casabadan nie umarł dlatego, że zmodyfikowana Y. pestis, która go zaraziła, była nienaturalna. Problem polegał na tym, że nie była wystarczająco nienaturalna. To znaczy, nadal mogła znaleźć miejsce w świecie naturalnym, w którym mogła dobrze się czuć. Niektórzy naukowcy uważają, że lepszym zabezpieczeniem będzie stworzenie życia, które jest fundamentalnie nienaturalne – innymi słowy, które w żaden sposób nie może przeżyć bez naszej pomocy, bo świat naturalny jest dla niego obcy.


Na szczęście ten cel nie wymaga, by naukowcy tworzyli całkowicie nowe formy życia, włącznie z jakąś alternatywną formą dziedziczności mieszczącą się w DNA. Naukowcy mogą wykorzystać fakt, że wszystko, co żyje na Ziemi, jest niewiarygodnie podobne pod względem chemicznym.


Wszystko, co żywe, buduje białka z około dwudziestu cegiełek zwanych aminokwasami. Przez zestawianie aminokwasów w różnych sekwencjach życie potrafi wytwarzać olbrzymi wachlarz białek. W przyrodzie jednak są setki innych aminokwasów i naukowcy stworzyli wiele innych, które nie występują w naturze.


Teoretycznie żywe stworzenia powinny być w stanie budować białka także z tych aminokwasów. Nie robią tego jednak, ponieważ wszystko, co żyje, ma niemal identyczny kod do przekładania informacji w swoich genach na białka.


Geny są zrobione z innego zestawu cegiełek zwanych zasadami. Dla zbudowania białka komórka czyta trzy zasady (kodon), a potem wybiera odpowiadający mu aminokwas. Na przykład, jeśli zasada o nazwie guanina pojawia się trzy razy po kolei w genie, komórka wybierze aminokwas o nazwie glicyna.


W większości wszystko, co żyje, polega na tym samym kodzie genetycznym. To dlatego E. coli, która otrzymuje gen ludzkiej insuliny, wytwarzający ludzką insulinę, produkuje ludzką insulinę, nie zaś kolagen albo hemoglobinę. Również dlatego wirusy potrafią najeżdżać nasze ciała i używać własnych genów i białek do przejmowania naszych komórek, by tworzyły nowe wirusy. Wszyscy używamy tego samego języka, a więc można włamać się do naszego oprogramowania.


Mniej więcej dziesięć lat temu Farren Isaacs, wówczas badacz po doktoracie w laboratorium George Church na Harvardzie, zaczął majsterkować z kodem genetycznym, próbując zmienić reguły. W zeszłym roku wraz z współpracownikami poinformował, że przypisali jeden kodon E. coli do sztucznego aminokwasu. (znany jest jako p-acetyl-L-fenylalanina lub w skrócie pAcF). Rozsypali ten nowy kodon po całym genomie bakterii, które zaczęły tworzyć białka używając pAcF.


Przekodowanie miało niezwykły efekt: bakterie stały się odporne na wirusa, który specjalizuje się w infekowaniu E. coli. Przez zmianę kodu naukowcy utrudnili włamanie się do programu bakterii. (pisałem o tej pracy bardziej szczegółowo w 2013 r. w Nautilus.)


Choć te bakterie potrafiły tworzyć nienaturalne białka, ich przeżycie nie zależało od tych białek. Rosnąc na normalnej pożywce z naturalnych składników nadal czuły się świetnie. Isaacs przeniósł się do Yale, gdzie kontynuował badania, co robili również Church i jego koledzy na Harvardzie. Oba zespoły opublikowały teraz w „Nature” następny logicznie eksperyment w tej linii badań. Każda z grup przekodowała E. coli tak, że zależy ona teraz od sztucznego aminokwasu. Bez niego bakterie nie mogą budować niezbędnych białek i umierają.


Ponieważ te bakterie nie mogą znaleźć owych sztucznych aminokwasów w świecie zewnętrznym, zdaniem naukowców nie mogłyby one przeżyć samodzielnie. Dla sprawdzenia tej możliwości przenieśli przekodowane mikroby do szalek, gdzie otrzymywały normalną pożywkę. We wszystkich próbach poza jedną naukowcy nie znaleźli żadnych dowodów przeżycia przekodowanych bakterii na diecie bez sztucznego aminokwasu. A w tej jednej próbie, w której przeżyły, ledwie czepiały się życia i z łatwością wyparły je normalne E. coli.


Aby jeszcze bardziej zredukować szanse, że bakterie przeżyją samodzielnie, badacze wbudowują w nie teraz inne cechy. Na przykład, zespół Churcha przypisuje inne kodony innym nienaturalnym aminokwasom, zmniejszając możliwość, że mutacje uratują bakterię. Mają nadzieję, że w końcu wepchną te stworzenia w alternatywny świat biologiczny, murem oddzielony od naszego.


Co moglibyśmy robić z takimi stworzeniami? Potencjalnie moglibyśmy używać ich nie tylko w chronionych laboratoriach, ale w świecie zewnętrznym. Mogłyby na przykład czyścić rozlaną ropę naftową, żyjąc tak długo, jak długo dostarczalibyśmy im sztucznych aminokwasów, których potrzebują do budowy białek. Po zakończeniu zadania, moglibyśmy przerwać dostawy i obumarłyby. Jest możliwe, że naukowcy przekodują również rośliny, tworząc uprawy, które mogłyby rosnąc tylko z naszą pomocą.


Kiedy rozmawiałem z innymi ekspertami o tych badaniach, byli pod całkiem sporym wrażeniem. „To jest kamień milowy” – powiedział mi Tom Ellis z Imperial College. – „Sądzę, że będzie to miało natychmiastowy, pozytywny wpływ” – Powiedziała Karmella Haynes z Arizona State University.


Jednak bioetyk Paul Wolpe z Emory University uważa, że jest mało prawdopodobne, byśmy byli już po pewnej stronie, jeśli chodzi o ryzyko inżynierii genetycznej. W przeszłości ludzie z najlepszymi intencjami wprowadzali gatunki zwierząt i roślin na nowe miejsca, żeby zobaczyć potem jak powodują nieoczekiwane szkody. „Choć przyklaskuję tym pierwszym krokom, należy się tu kierować ostrożnością” – powiedział Wolpe.


Spodziewam się, że większość rozmów o tych nowych mikrobach będzie dotyczyła spraw praktycznych – tworzenia rzeczy wartościowych i unikania zagrożenia dla naszego zdrowia. Badania te mówią jednak o czymś głębszym. Kiedy próbujemy wypracować definicję życia, patrzymy na życie, które znamy, i szukamy cech wspólnych dla wszystkich żywych stworzeń. Naukowcy zastanawiali się jednak, czy życie, jakie znamy, zajmuje tylko mały wycinek przestrzeni wszystkich możliwych form, jakie może przybrać życie.


Te zmienione bakterie mówią nam, że to podejrzenie jest prawdopodobnie słuszne. Po kilku latach pracy otrzymali oni stworzenia niepodobne do niczego, co kiedykolwiek żyło na Ziemi. A w swoim własnym świecie – świecie sztucznych aminokwasów, które istnieją w Massachusetts, Connecticut i kilku innych miejscach na Ziemi – są one równie żywe, jak my.


Frankenstein can't come out and play today

The Loom, 21 stycznia 2015

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Carl Zimmer


Wielokrotnie nagradzany amerykański dziennikarz naukowy publikujący często na łamach „New York Times” „National Geographic” i innych pism. Autor 13 książek, w tym „Parasite Rex” oraz „The Tanglend Bank: An introduction to Evolution”. Prowadzi blog The Loom publikowany przy „National Geographic”.


Skomentuj Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1469 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Kameleon przekazuje różne informacje różnymi częściami ciała   Yong   2013-12-14
Paradoksalne cechy genetyki inteligencji   Ridley   2013-12-18
Wielki skandal z biopaliwami   Lomborg   2013-12-19
Przedwczesna wiadomość o śmierci samolubnego genu   Coyne   2013-12-22
Czy jest życie na Europie?   Ridley   2013-12-22
Nowa data udomowienia kotów: około 5300 lat temu – i to w Chinach   Coyne   2013-12-26
Na Zeusa, natura jest przeżarta rują i korupcją   Koraszewski   2013-12-26
Proces cywilizacji   Ridley   2013-12-28
Jak karakara wygrywa z osami   Cobb   2013-12-29
Żebropławy, czyli dziwactwa ewolucji   Coyne   2013-12-30
Czy może istnieć sztuka bez artysty?    Wadhawan   2013-12-30
Zderzenie mentalności   Koraszewski   2014-01-01
Skrzydlaci oszuści i straż obywatelska   Young   2014-01-02
Delfiny umyślnie narkotyzują się truciznami rozdymków   Coyne   2014-01-04
Długi cień anglosfery   Ridley   2014-01-05
Ciemna materia genetyki psychiatrycznej   Zimmer   2014-01-06
Co czyni nas ludźmi?   Dawkins   2014-01-07
Twoja choroba na szalce   Yong   2014-01-08
Czy mamut włochaty potrzebuje adwokata?   Zimmer   2014-01-09
Pradawne rośliny kwitnące znalezione w bursztynie   Coyne   2014-01-10
Ratując gatunek możesz go niechcący skazać   Yong   2014-01-11
Ewolucja ukryta w pełnym świetle   Zimmer   2014-01-13
Koniec humanistyki?   Coyne   2014-01-15
Jak poruszasz nogą, która kiedyś była płetwą?   Yong   2014-01-16
Jak wyszliśmy na ląd, kość za kością   Zimmer   2014-01-19
Twoja wewnętrzna mucha   Cobb   2014-01-22
Ukwiał żyje w antarktycznym lodzie!   Coyne   2014-01-25
Dlaczego poligamia zanika?   Ridley   2014-01-26
Wspólne pochodzenie sygnałów płodności   Cobb   2014-01-28
Ewolucja i Bóg   Coyne   2014-01-29
O delfinach, dużych mózgach i skokach logiki   Yong   2014-01-30
Dziennikarski „statek upiorów” Greg Mayer   Mayer   2014-01-31
Dlaczego leniwce wypróżniają się na ziemi?   Bruce Lyon   2014-02-02
Moda na kopanie nauki   Coyne   2014-02-03
Neandertalczycy: bliscy obcy   Zimmer   2014-02-05
O pochodzeniu dobra i zła   Coyne   2014-02-05
Sposób znajdowania genów choroby   Yong   2014-02-07
Czy humaniści boją się nauki?   Coyne   2014-02-07
Kiedy zróżnicowały się współczesne ssaki łożyskowe?   Mayer   2014-02-10
O przyjaznej samolubności   Koraszewski   2014-02-12
Skąd wiesz, że znalazłeś je wszystkie?   Zimmer   2014-02-15
Nauka odkrywa nową niewiedzę o przeszłości   Ridley   2014-02-18
Żyjące gniazdo?   Zimmer   2014-02-19
Planeta tykwy pospolitej   Zimmer   2014-02-21
Nowe niezwykłe skamieniałości typu “Łupki z Burgess”   Coyne   2014-02-22
Dziennik z Mozambiku: Pardalota   Naskręcki   2014-02-23
Wskrzeszona odpowiedź z kredy na “chorobę królów”   Yong   2014-02-26
Dziennik z Mozambiku: Sybilla     2014-03-01
Spojrzeć ślepym okiem   Yong   2014-03-02
Intelektualne danie dnia  The Big Think   Coyne   2014-03-04
Przeczołgać się przez mózg i nie zgubić się   Zimmer   2014-03-05
Gdzie podziewają się żółwiki podczas zgubionych lat?   Yong   2014-03-10
Supergen, który maluje kłamcę   Yong   2014-03-14
Idea, którą pora oddać na złom   Koraszewski   2014-03-15
Zwycięstwa bez chwały   Ridley   2014-03-17
Twarde jak skała   Naskręcki   2014-03-18
Pasożyty informacyjne   Zimmer   2014-03-19
Seymour Benzer: humor, historia i genetyka   Cobb   2014-03-21
Kto to był Per Brinck?   Naskręcki   2014-03-23
Potrafimy rozróżnić między przynajmniej bilionem zapachów   Yong   2014-03-25
Godzina Ziemi czyli o celebrowaniu ciemności   Lomborg   2014-03-27
Słonie słyszą więcej niż ludzie   Yong   2014-03-30
Niebo gwiaździste nade mną, małpa włochata we mnie   Koraszewski   2014-03-31
Wielkoskrzydłe   Naskręcki   2014-04-02
Najstarsze żyjące organizmy   Coyne   2014-04-03
Jak zmienić bakterie jelitowe w dziennikarzy   Yong   2014-04-06
Eureka! Sprytne wrony to odkryły   Coyne   2014-04-07
Sukces upraw GM w Indiach   Lomborg   2014-04-09
Wirus, który sterylizuje owady, ale je pobudza   Yong   2014-04-12
Przystosować się do zmiany klimatu   Ridley   2014-04-14
Jeden oddech, który zmienił planetę   Naskręcki   2014-04-16
Najgorsze w karmieniu komarów jest czekanie   Yong   2014-04-17
Kłopotliwa podróż w przyszłość   Ridley   2014-04-19
Pierwsze spojrzenie na mikroby współczesnych łowców zbieraczy     2014-04-23
Seksizm w nauce o jaskiniowych owadach   Coyne   2014-04-26
Musza bakteria zaprasza inne muszki na uczty owocowe   Yong   2014-04-27
Zachwycający rabuś, który liczy sto milionów lat   Cobb   2014-04-28
Mądrość (małych) tłumów   Zimmer   2014-04-29
Tak bada się ewolucję inteligencji u zwierząt   Yong   2014-05-02
Fantastyczna mimikra tropikalnego pnącza   Coyne   2014-05-03
Dlaczego większość zasobównie wyczerpuje się   Ridley   2014-05-04
Pomidory tworzą pestycydy z zapachu swoich sąsiadów   Yong   2014-05-07
Potrawy z pasożytów   Zimmer   2014-05-08
Technologia jest często matką nauki, a nie odwrotnie   Ridley   2014-05-09
Montezuma i jego flirty   Coyne   2014-05-11
Insekt dziedziczy mikroby z plemnika taty   Yong   2014-05-12
Polowanie na nietoperze   Naskręcki   2014-05-14
Zmień swoje geny przez zmianę swojego życia   Coyne   2014-05-15
Obrona śmieciowego DNA   Zimmer   2014-05-17
Gdzie są badania zwierzęcych wagin?   Yong   2014-05-20
Niemal ssaki   Naskręcki   2014-05-21
Zobaczyć jak splątane są gałęzie drzewa   Zimmer   2014-05-23
Dlaczego ramiona ośmiornicy nie plączą się   Yong   2014-05-24
Niezwykły pasikonik szklany   Naskręcki   2014-05-27
Wąż zgubiony i ponownie odnaleziony   Mayer   2014-05-28
Niespodziewani krewni mamutaków   Yong   2014-05-30
Trochę lepszy  świat   Ridley   2014-05-31
Tam, gdzie są ptaki   Mayer   2014-06-01
Ewolucja, ptaki i kwiaty   Coyne   2014-06-02
Jestem spełniony   Naskręcki   2014-06-04

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Lekarze bez Granic


Wojna w Ukrainie


Krytycy Izraela


Walka z malarią


Przedwyborcza kampania


Nowy ateizm


Rzeczywiste łamanie


Jest lepiej


Aburd


Rasy - konstrukt


Zielone energie


Zmiana klimatu


Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


„Choroba” przywrócona przez Putina


„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Małgorzata, Andrzej, Henryk