Kereső toggle

A Gólem-baktérium

Mesterséges élet a halott sejtből

Továbbítás emailben
Cikk nyomtatása

Amerikai kutatók mesterséges módon adtak életet egy baktériumnak, utat nyitva ezzel a szintetikus élet számára. A szintetikus élet létrehozása régi álma volt a kutatást vezető Craig Venternek, akinek meggyőződése volt, hogy a helyes genetikai kód beindítja az életet egy korábban élettelen sejtben. A kísérlettel Venter átlépte a Rubicont – a mesterséges élet létrejöttének azonban beláthatatlanok a következményei.

Egy 18. századi történet szerint Judah Löw ben Bezalel, Prága főrabbija agyagból egy szobrot készített, amelynek a Kabbala segítségével szellemet is adott. A Gólem néven ismert műember életre kelt, egy adott ponton azonban törni-zúzni kezdett, úgyhogy Bezalel rabbi visszavonta belőle a szellemet, így megszűnt létezni. Craig Venternek, ha csak részlegesen is, de sikerült elérnie azt, amit a zsidó legenda szerint Bezalel rabbinak: életet adott az élettelennek. Míg a prágai mester teljesen élettelen agyagot használt a Gólem elkészítéséhez, Venternek egy létező sejtből kellett kiindulnia. Ezt a sejtet azonban teljesen megfosztotta saját genetikai anyagától, kromoszómáitól és a Mycoplasma mycoides nevű mikroba génjeit helyezte bele. Venter kísérlete igazolta azt a feltevést, hogy a sejt szoftvere a DNS, így ha sikerül betölteni a szoftvert, a rendszer elindul és működni kezd, elvégezve a szükséges feladatokat, például az egyik legfontosabbat, a fehérjegyártást.

„Vízjel” a DNS-végén

A számítógépes hasonlatnál maradva, a mesterséges sejt üzembe helyezéséhez első lépésként a lehető legegyszerűbb szoftverre volt szükség, vagyis egy olyan minimális genetikai információval rendelkező bakteriális DNS-szálra (genomra), amely elegendő információt tartalmaz, hogy a sejtszintű program lefusson, de elég egyszerű ahhoz, hogy el lehessen készíteni. Venternek a Mycoplasma genitaliumban sikerült megtalálni azt a legkisebb baktériumot, amelynek genetikai kódját fel akarta használni a mesterséges sejt elkészítéséhez.
A baktérium genetikai állománya majdnem ötszáz génből áll, de a kutatócsoportnak – a gének egyenkénti „kiütésével” – sikerült bebizonyítania, hogy az életfunkciók fenntartásához közel száz génnel kevesebbre van szükség. A lecsupaszított sejtszoftver tehát csak 381 génből, vagyis közel egymillió (A,C,G,T) betűből áll.
Az utolsó fázisban Venter és munkatársai praktikus okokból mégsem a M. genitalium kódját, hanem egy közeli rokon, a Mycoplasma mycoides nevű baktérium genetikai állományát használták fel a kísérlethez. Ebből kitöröltek 14 gént, amelyeket nem láttak szükségesnek, és hozzáadtak még egy DNS-szakaszt, mintegy vízjelként. Ez a „vízjel” a létrehozott mesterséges baktérium egyedi azonosítója, így, ha valamilyen módon a laboratórium falain kívül kerülne, akkor is könnyen beazonosítható és begyűjthető lenne. Az így elkészített sejtszoftver futtatásához a M. capricolum nevű baktérium vázát használták fel. A restrikciós enzimektől – amelyek az idegen DNS-t lebontanák – megfosztott halott sejtbe leheltek új életet a mesterségesen összeállított genetikai kóddal, életre szólítva az ősökkel és rokonokkal nem rendelkező vadonatúj mikroorganizmust, a Mycoplasma laboratoriumot.

Félig teremtők

A Craig Venter és kollégái által – elsőként a Science nevű rangos tudományos lapban – bemutatott „teremtési” protokollból világosan kiderül, hogy egyelőre még csak fél teremtésről van szó. Bár kétségtelen, hogy a Mycoplasma laboratoriumot az amerikai kutatók a nemlétből szólították a létbe, ehhez azonban egyelőre még szükségük volt egy másik sejtre, a M. capricolum nevű baktériumra. Ahhoz ugyanis, hogy a genetikai kódból fehérjék, majd egy új sejt legyen, riboszómára van szükség, amely a sejt fehérjegyáraként a DNS-ben tárolt kód alapján elkészíti a szükséges fehérjéket. Mivel mesterséges riboszómát még nem sikerült készíteni (ez lesz a következő cél), ezért volt szükség egy a genetikai állományától, az élettől megfosztott, de riboszómával rendelkező sejtre.
Bár a tudományos és nem tudományos közvélemény többnyire elismeréssel adózik Venter és csapata teljesítményének, többen úgy látják, hogy ez egy olyan hatalmas lépés, amelynek következményei még beláthatatlanok – és a jövő nem feltétlenül felhőtlen. Julian Savulescu, az Oxfordi Egyetem etikaprofesszora szerint „Venter nem csupán az életet másolja mesterséges módon, hanem istent játszik azáltal, hogy olyan mesterséges életet hoz létre, amely természetes módon nem létezett volna.” John Harris, a Manchesteri Egyetem orvosbiológiai etika professzora szerint „miközben Venter nagyon precízen fogalmaz a felfedezés lehetséges áldásaival kapcsolatban, nem beszél a veszélyeiről. Ez a munka megérdemli a lelkesedést, de csak addig, amíg ugyanolyan jelentőséget tulajdonítunk a kockázatoknak, mint az előnyöknek.”

Halálos vírust gyártanak

Nem a Mycoplasma laboratorium az első mesterséges teremtmény, 2002-ben ugyanis a New York-i Stony Brook egyetem kutatóinak sikerült mesterséges úton felépíteni a gyermekparalízis vírusát. A kísérlet nagy visszhangot váltott ki, ugyanis már benne volt a levegőben, hogy előbb-utóbb sor kerül a mesterséges vírus összeszerelésére, de arra nem sokan számítottak, hogy pont egy ilyen veszélyes vírust választanak ki maguknak az alkotók.
Akkoriban még Craig Venter is bírálta a kísérletet, aki szerint a mesterséges gyermekparalízis-vírus létrehozása felelőtlen kísérlet volt: „egy ártalmatlan bakteriális víruson is bebizonyíthatták volna rátermettségüket. Semmi értelme nem volt egy embereket fertőző vírust létrehozni és megadni az ahhoz szükséges használati utasítást.” A vírust megalkotó kutatók azzal védekeztek, hogy a vírus ma már nem jelent közvetlen veszélyt, mert ma már mindenki be van oltva a gyermekparalízis ellen (ez sajnos nem igaz). A választás nyilván azért esett a poliora, mert genetikai állománya közel nyolcezer betűből (bázispárból) áll, szemben például a himlő vírusában található 185 000 bázispárral.
A New York-i kutatóknak első lépésként tehát ezt a 7741 elemből álló RNS-szakaszt kellett létrehozniuk. Mivel azonban az RNS laboratóriumi körülmények között igen instabil, először a genetikai kód DNS-verzióját hozták létre. Ez rutinfeladat volt, a szükséges DNS-szakaszokat postán rendelték meg egy iowai cégtől, majd saját laboratóriumukban összeillesztették a szakaszokat. Innen már csak egy lépés volt a vírus genetikai kódjának elkészítése: egy enzim segítségével elkészítették a DNS-szakasz RNS-másolatát, ami már a kívánt genetikai kód. Az így elkészített RNS-szakasz megfelelő sejtkultúrában, a sejt erőforrásait felhasználva összeszerelte a teljes vírust, amely a kísérleti egereket megbénította vagy megölte.

A Szfinx testvérei

Mesterséges mikroorganizmusok mellett az elmúlt években a kutatóknak sikerült hibrid sejteket is létrehozniuk, ahol a sejt részben állati, részben pedig emberi eredetű. A mitológiai szereplő után kiméráknak – oroszlánfejű, kecsketestű és kígyófarkú lény, amelynek testvérei a lernéi hidra, Kerberosz, valamint a Szfinx – is nevezett hibridek az embrionális őssejtek előállítását könnyíti meg.
Az őssejtek előállításához szükséges embrionális klónozáshoz ugyanis petesejt kell, és míg két-három megfelelő minőségű humán petesejt „beszerzése” hónapokig is eltarthat, a kutatók egy vágóhídon egy nap alatt kétszáz alkalmas szarvasmarha-petesejtre tudnak szert tenni. Az eljárás során a kutatók szarvasmarhák, illetve egerek petesejtjeit használják fel a klónozáshoz, méghozzá úgy, hogy az állati petesejt sejtmagját eltávolítják, és ehelyett egy emberi testi sejt sejtmagját ültetik be.  A hibridek létrehozása mellett érvelők szerint az így létrehozott humán–állati embrió túlnyomórészt emberi genetikai állománnyal rendelkezik, és valójában nem történik keveredés.

Dr. God: Obama is vizsgálatot rendelt el

A tudományos közvéleményen kívüli visszhangok megoszlanak a mesterséges DNS segítségével létrehozott baktériumsejt kérdésében: a katolikus egyház aggodalmának adott hangot, míg Barack Obama amerikai elnök további részletekre kíváncsi.
„Rossz kezekben a ma újdonsága végzetes lépéshez vezethet az ismeretlen holnapban”– mondta Domenico Mogavero olasz püspök, az olasz püspökkari konferencia jogi bizottságának feje a La Stampa című napilapnak értékelve az amerikai Craig Venter által bejelentett áttörést. „Az ember Isten elé járul, de nem Isten. Ember marad, képes arra, hogy nemzéssel teremtsen életet, és ne művi úton építse azt” – tette hozzá.
Venter előrelépése hosszútávon többek közt a környezeti kockázatok kiküszöbölését is lehetővé tenné, a katolikus egyházi vezetők ugyanakkor félelmüknek adtak hangot, amiért a tudósok „istent játsszanak”.
Az emberi természet az, ami az emberi genom méltóságát adja, nem pedig fordítva – vélekedtek. „A rémálom, amelytől félni kell, az élet manipulálása” – mondta Mogavero.
A marylandi kutatóintézet bejelentését követően Barack Obama elnök utasította a bioetikai ügyeket tanulmányozó elnöki bizottságot, hogy tanulmányozzák a mérföldkőnek számító lépést.
A bizottságnak mérlegelnie kell a kutatási terület lehetséges orvosi, környezetvédelmi, biztonsági és egyéb hasznosulásait, csakúgy mint bármilyen egészségügyi és biztonsági kockázatot, amely felmerülhet” – áll az amerikai elnök Amy Gutmannek, a bizottság vezetőjének, a Pennsylvania Egyetem elnökének írt levelében.
Obama egyben kérte a testületet, készítsen ajánlásokat, amelyeket a kormánynak foganatosítania kell azért, hogy Amerika learathassa ennek a fejlődőben lévő tudományos területnek a hasznát, a megfelelő etikai határok megszabásával és az ismert kockázatok minimalizálásával.
A 77 országban jelenlévő Friends of the Earth nevű szervezet szerint Venter munkája „szélsőségesen új szintre” emelte a genetikai tervezést. A csoport sürgette a Venter-csoportot, hogy álljon le, míg nem születik kormányzati szabályozás a kérdésről.

Olvasson tovább: