Stworzyli życie z niczego. Boga w tym nie było
4 miliardy lat temu garść nieożywionych cząsteczek połączyła się w pierwszą protokomórkę. Odżywiała się, rosła, dzieliła. Potem ewolucja robiła swoje. Z tego pierwotnego chaosu chemicznego wyłoniły się ryby, dinozaury, aż w końcu ludzie. Czysto chemiczny świat zmienił się w biologiczny.
Naukowcy od dekad próbują to powtórzyć w laboratorium. I w zeszłym tygodniu - po raz pierwszy w historii - im się to udało. To jedna z największych chwil w historii naszej cywilizacji.
Profesor Kate Adamala z Uniwersytetu w Minnesocie udało się to, co do tej pory było nieosiągalne - stworzyć syntetyczną komórkę, która przejdzie kompletny cykl podziału komórkowego. Nie zmodyfikować istniejącą komórkę, nie przepisać cudzego genomu - lecz zbudować ją od zera, z nieżywych składników chemicznych.
SpudCell - tak nazwano tę pionierską komórkę - składa się z liposomu, czyli kulki tłuszczów imitującej membranę prawdziwej komórki, wewnątrz której umieszczono siedem plazmidów - małych jednostek DNA tworzących syntetyczny genom liczący 90 tys. par zasad.
Sama komórka nie potrafi produkować wszystkiego czego potrzebuje i jest karmiona przez inne liposomy wypełnione cukrami, lipidami, enzymami, rybosomami. Żeby komórka mogła przyjąć te dostawy, naukowcy zmodyfikowali białko w jej membranie, które przyciąga bąbelki z pokarmem i pozwala im łączyć się z komórką, uwalniając zawartość do środka.
Ale to jeszcze nic. Najtrudniejszy od zawsze był podział komórek. Przez lata świat syntetycznej biologii utykał właśnie w tym momencie. Żeby się podzielić, naturalne komórki reorganizują bowiem cytoszkielet, czyli sieć białkowych włókien. Odtworzenie tego procesu od zera wydawało się do tej pory niemożliwe. Profesor Adamala podeszła do tematu inaczej niż wszyscy do tej pory: wyrzuciła cytoszkielet z równania i poszukała alternatywnego mechanizmu.
Znalazła go w pracy Reinharda Lipowskiego z Instytutu Maxa Plancka - przez przyczepianie białkowych tagów do membrany można sprawić, że inne białka zbierają się i fizycznie zginają membranę, wymuszając podział. Po wielu próbach zadziałało.
I udało się. SpudCell rośnie, replikuje swój genom, dzieli się i przechodzi selekcję przez kolejne generacje. To kompletny cykl komórkowy, po raz pierwszy odtworzony w laboratorium z nieżywych składników.
- Znam pełną listę składników komórki. Wiem dokładnie jakie chemikalia, jakie cząsteczki, w jakich stężeniach - tłumaczy szefowa projektu profesor Adamala.
To zdanie brzmi technicznie. W rzeczywistości jest absolutnie rewolucyjne
Przełom ten może zapoczątkować erę organizmów tworzonych na zamówienie, funkcjonujących jak żywe maszyny. Syntetyczne komórki programowane do konkretnych zadań - walki z rakiem, pochłaniania dwutlenku węgla z atmosfery, produkcji leków bezpośrednio w chorym narządzie, rozkładania plastiku w oceanach.
Wyobraź sobie insulinę produkowaną przez syntetyczne komórki wszczepione w ciało diabetyka - bez zastrzyków, pomp insulinowych, codziennej walki z chorobą. Albo bakterie zaprojektowane do rozkładu mikroplastiku w krwioobiegu. Pomyśl o komórkach, które potrafią identyfikować i niszczyć komórki nowotworowe z precyzją niemożliwą dla żadnego chemioterapeutyku.
Najpoważniejsi naukowcy już biją w przełomowe tony: - To prawdopodobnie największy przełom ostatnich czasów w dziedzinie syntetycznych komórek - czytam wypowiedź Toma Ellisa, profesora inżynierii genomu syntetycznego z Imperial College London.
SpudCell to jednak nie tylko przełom naukowy
To przełom filozoficzny i etyczny, który wymaga odpowiedzi, do których nauka nie ma narzędzi.
Przez tysiące lat między materią martwą a żywą leżała przepaść uważana za nieprzekraczalną bez interwencji czegoś wyższego, boskiego. Arystoteles nazywał to formą. Chrześcijaństwo duszą. Witaliści w XIX w. siłą życiową. Przez stulecia religia, filozofia i prawo budowały swoje systemy na jednym założeniu - człowiek może manipulować życiem, ale nie może go stworzyć. To założenie SpudCell właśnie obalił, co może wywrócić wszystkie nasze systemy prawno-moralne do góry nogami.
Pytania, na które nie mamy jeszcze odpowiedzi
Jeśli życie to tylko fizyka, chemia i biologia złożone w odpowiedniej kolejności, to czym właściwie jest życie? Gdzie przebiega granica między tworzeniem narzędzia a tworzeniem istoty?
SpudCell jest prymitywny - bliższy bakterii niż czemukolwiek, co intuicyjnie nazywamy organizmem żywym. Jednak naturalna ewolucja też zaczęła od czegoś równie prymitywnego. Cztery miliardy lat temu.
Jeśli życie można zbudować z nieżywych składników - można je też uzbroić. Konwencja o zakazie broni biologicznej z 1972 r. zakazuje broni opartej na naturalnych organizmach. Nie obejmuje syntetycznych komórek stworzonych od zera, bo przecież w 1972 r. nikt nie wyobrażał sobie, że będą możliwe. SpudCell właśnie zamienił tę lukę prawną z akademickiej ciekawostki w pilny problem bezpieczeństwa globalnego.
Profesor Adamala i jej zespół ogłosili powstanie fundacji Biotic, która udostępni ich narzędzia i metody badaczom z całego świata. Chcą żeby SpudCell był punktem przełomowym dla całego świata naukowego - by kolejne laboratoria mogły budować na tym co zrobili, poprawiać, rozwijać.
To jest właśnie ta chwila w historii nauki, gdy coś niemożliwego staje się możliwym i gdy jedynym pytaniem jest już nie "czy", ale "jak daleko".
Nie mamy jeszcze nowych odpowiedzi na pytania, które SpudCell postawił. Mamy nowe pytania i po raz pierwszy w historii, realne narzędzia żeby na nie odpowiedzieć.
To jest albo najpiękniejszy, albo najbardziej przerażający moment w historii biologii. Prawdopodobnie jedno i drugie jednocześnie.
*korzystałem z tekstu New Scientist: "What is 'SpudCell'? Arguably the greatest bioengineering feat yet"
Więcej przełomowych osiągnięć ludzkości na Spider's Web:
Ojciec założyciel i rednacz Spider's Web w jednym. Słynie z bufonowatych tyrad, w których ogłasza prawdę objawioną i jedyną. W Sieci zaczynał pisać, gdy większość Czytelników Spider's Web chodziła jeszcze w pampersach. Wymądrza się głównie na temat biznesu technologicznego, ale tak naprawdę ma wiele do powiedzenia na tematy wszelakie.