Viață din bucăți

Vilva mare in ultima saptamina, de cind revista Science a anuntat ca Craig Venter a creat prima forma sintetica de viata.

Si cum nu iese vilva fara exagerari, s-a exagerat pe masura. Pe de o parte s-au exagerat pericolele pe care o astfel de tehnica le ridica. Pe de alta, s-a exagerat importanta acestui rezultat. La exagerari s-au adaugat uneori unele inexactitati tehnice – ca sa folosim un eufemism elegant. Si toate acestea au fost prezentate intr-un numar cit mai mic de semne tipografice.

Stirea e suficient de interesanta stiintific, de revolutionara tehnic si promtiatoare economic incit sa merite citeva precizari.  Mai inghesui asadar si eu la ceea ce s-a scris 10 observatii: unele importante, altele doar amuzante si altele personale.

1. Vestea plutea in aer de ceva vreme: se lucra la acest proiect de peste 15 ani, iar in cursul timpului au aparut articole care prezentau rezultate intermediare. In plus, Venter nu a facut niciodata un secret din acest studiu. Chiar din contra, l-a prezentat cu emfaza, amanunte si – ar zice unii – cu aroganta, in desele si efervescentele sale iesiri publice.

2. Acum aproximativ doi ani, spre exemplu,  a aparut un studiu extrem de important tot in Science (o revista careia Venter ii este credincios de cind a publicat, acum zece ani, varianta ‘sa’ a secventei genomului uman.

Articolul respectiv (Complete Chemical Synthesis, Assembly, and Cloning of a Mycoplasma genitalium Genome. Gibson et al. 2008.) raporta primul genom creat artificial. Acesta a fost intiiul si esentialul pas! S-a folosit bacteria cu cel mai mic genom cunoscut: are doar 485 de gene (comparativ, omul are putin peste 22ooo, iar orezul peste 50ooo). Dintre acestea probabil ca aproxiamtiv 100 nu sunt esentiale pentru supravietuire.

3. Pana acum singurele genomuri care au putut fi sintetizate artificial au fost cele de virusi, dat fiind ca sunt mult mai mici ca dimensiune. S-a inceput acum vreo zece ani cu crearea sintetica a virusului poliomelitei pornind de la secventa cunoscuta si reactanti care pot fi cumparati de pe piata.

Problema principala este ca ADN-ul este instabil atunci cind se incearca sintetizarea sa in segmente lungi. Cel mai mare genom confenctionat pana acum a fost de 32 kbp. M.genitalium are ~580 kbp., iar ADN-ul la dimensiunile acestea devine extrem de fragil. Pentru a reusi este nevoie ca sinteza sa fie facuta pe bucati.

4. Strategia a fost urmatoarea: casete de  la 5-7 kb cu portiuni comune au fost sintetizate individual – adica s-a adugat consecutiv cite una, pina la o dimensiune la care lantul este inca stabil. Au fost apoi unite una cate una, succesiv, in grupuri totalizand 24, 72,144, 290, 580 kbp. Primii pasi au fost facuti in bacteria E. coli – un instrument extrem de utilizat in laborator pentru manevrarea materialulul genetic. Aceasta bacterie are enzime care uneste lanturi de ADN. Pentru ultimul pas, adica legatura a fost facuta in interiorul unei celule de drojdie care a unit ultimele bucati de genom intr-un unic lant de nucleotide.

5. Aveam asadar deja, la acea data, un cromozom artificial. Urmatorul pas logic era introducerea intr-o celula. Daca privim, genomul ca un simplu program de calculator care reprezinta informatia care produce proteinele necesare vietii intr-o celula, trebuia deci ca programul sa fie ‘instalat’ pe o masina si verificat daca functioneaza. Trebuie facuta legatura intre aceasta informatie (codata chimic) si materia prima biologica propriu zisa.

6. In studiul recent despre care vorbim (Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome, Gibson et al. Science, 2010) s-a folosit genomul bacteriei Mycoplasma mycoides (M. genitales crestea prea incet) si a fost implantat intr-o specie extrem de apropiata: Mycoplasma capricolum). Noua constructie creste si se inmulteste – este vie. In genomul sintetizat au fost dezafectatea 14 gene si au introdusa o secventa – analogul unui cod de bare – care sa certifice, odata genomul analizat, ca respectivul organism este creeat in laborator.

7. Codul acesta are si o parte nostima: contine patru indicii asupra originii sale umane. Spre exemplu, descrie un cod pentru a scrie cuvinte, propozitii si numere. Contine  numele celor 46 de autori. Este scrisa chiar si o adresa la care cei care vor putea sa secventioneze intreg genomul sa poata trimite un mesaj. In plus, extrem de intersant sint prezente si trei citate celebre. Unul dintre acestea, datorat lui Richard Feyman spune: “nu pot sa inteleg ceva nu pot construi”.

8. Sa turnam insa putina apa rece peste acest rezultat. Daca continuam analogia celula – computer, DNA- program, putem sa spunem mai curind ca s-a folosit tehnica unui hacker. Venter nu a ‘creat’, ci doar a rescris un program cu mici schimbari intr-o zona in care a fost posibil.

De altfel, el a fost foarte clar intotdeauna asupra acestui aspect. In plus, recunoaste acelasi Venter, chiar cu schimbarile operate, nu este o vorba de noua specie, mai cuarind o noua tulpina a bacteriei a carui genom a fost folosit.

9. Evident marele premiu va fi modificarea unor parti ale genomului prin introducerea sau modificarea unor gene pentru a impinge metabolismul bacteriei intr-o anumita directie. Scopul final este construirea unor organisme artificiale. Sau mai precis modificarea unor organisme existente in asa fel incat sa poata fi folosite in alt scop.

Ar fi posibila construirea de bacterii artificiale capabile sa produca combustibili. O alta directie ar fi sintetizarea unor substante necesare industriei farmaceutice, substante care sunt prea scumpe in prezent, fie pentru ca extragerea lor pe cale naturala este foarte dificila, fie pentru ca sintetizarea lor pe cale artificiala este foarte costisitoare. S-ar putea produce rapid, precis si ieftin vaccinuri doar prin culturi de bacterii. Evident, Venter are deja contracte cu diferite companii pentru finalizarea acestor proiecte.

10. Probabil ca cele mai multe intrebari ridicate s-au referit la siguranta unei astfel de intreprinderi. Cum putem sti ca o astfel de forma de viata, odata iesita din laborator, nu va suferi mutatii care sa o transforme intr-un pericol public? Primul raspuns este simplu: toate aceste organisme sint construite in asa fel incit supravietuirea lor este conditionata de o substanta prezenta doar in laborator. In momentul cind ele ar parasi eprubetele in care au fost create, si-ar semna condamnarea la moarte.

Dar mai mult decit atit, orice modificare a unui organism are de obicei un efect negativ. Atunci cind sint schimbate secvente asupra carora evolutia a insistat milioane de ani, rezultatul nu poate fi pozitiv. In multe cazuri chiar, ceea ce se observa dupa o perioada de timp, este inregistrarea unor mutatii care aduc organismul la forma initiala. Exista un optim, spre care orice specie tinde. Astfel de constructii biologice, supravietuiesc doar intr-un mediu, atent, migalos si precis alcatuit in laborator.

Chiar si asa, riscurile nu pot fi cu totul inlaturate. Insa avantajele potentiale ale unei astfel de tehnologii compenseaza cu asupra de masura ipoteticele pericole. Nu putem renunta sa comercializam benzina pe motivul poate fi folosita  in cocktailuri Molotov! Drumul deschis de astfel de experimente promite solutii pentru multe din marile probleme cu care omenirea se lupta in prezent. Fara a ignora posibilele amenintari, trebuie sa realizam ca ar putea fi reteta de a salva viata a sute de milioane de oameni si a imbunatati situatia a miliarde de oameni.

Progresul are un pret pe care il platim bucurosi de citeva secole. E adevarat insa ca, in fiecare care caz in parte, acest pret trebuie inteles in prealabil.