Βαδίζοντας ταχύτατα προς τη συνθετική ζωή

Το μόριο του DNA είναι το χημικό υπόβαθρο των γονιδίων, δηλαδή των βασικών μονάδων της γενετικής κληρονομιάς που καθορίζουν την ιδιαίτερη μορφή και τις λειτουργίες κάθε ζωντανού οργανισμού πάνω στη Γη.

Από τις απαρχές της κάθε μορφής ζωής στον πλανήτη μας, από τα μονοκύτταρα βακτήρια μέχρι τους πολυκύτταρους οργανισμούς όπως ο άνθρωπος, υιοθέτησε και διατήρησε έναν γενετικό κώδικα που επιτρέπει στη γενετική πληροφορία που είναι γραμμένη στη γλώσσα των γονιδίων, δηλαδή στα νουκλεοτίδια αδενίνη (Α), γουανίνη (G), κυτοσίνη (C) και θυμίνη (Τ) του DNA, να «μεταφράζονται» στη γλώσσα των πρωτεϊνών, δηλαδή στα αμινοξέα. 

Αυτός ο γενετικός κώδικας, που είναι καθολικός για όλα τα κύτταρα, ορίζει ότι κάθε τριπλέτα των νουκλεοτιδίων του DNA αντιστοιχεί σε ένα αμινοξύ της πρωτεΐνης.

Ομως, όπως ανακοινώθηκε πρόσφατα, ο Φλόιντ Ρόουμσπεργκ (Floyd Romesberg) κατάφερε να δημιουργήσει στο Scripps Research Institute στην περιοχή La Jolla της Καλιφόρνια τον πρώτο μονοκύτταρο οργανισμό με εμπλουτισμένο γενετικό κώδικα!
Από καιρό διάφοροι επιστήμονες είχαν δημιουργήσει στο εργαστήριο «τεχνητά» ζεύγη νουκλεοτιδίων που ήταν ικανά να ενσωματώνονται στο DNA και να ζευγαρώνουν μεταξύ τους, όπως κάνουν τα φυσικά νουκλεοτίδια.

Ομως για να ενταχθούν και να λειτουργήσουν πραγματικά σε ένα κύτταρο, αυτά τα ασυνήθιστα ζεύγη νουκλεοτιδίων οφείλουν να μην αλλοιώνουν καθόλου την τρισδιάστατη δομή του DNA ούτε και να παρεμποδίζουν τη φυσιολογική έκφραση των γονιδίων, δηλαδή την αντιγραφή και μεταγραφή των μορίων του DNA. 

Ηδη από το 2014, ο Ρόουμσπεργκ και οι συνεργάτες του είχαν καταφέρει να ενσωματώσουν ένα ζευγάρι τεχνητών νουκλεοτιδίων στο DNA του βακτηριδιακού οργανισμού Escherichia coli, ένα κολοβακτηρίδιο που συχνά ανιχνεύεται στα έντερα και στα περιττώματα ανθρώπων και ζώων. Ομως, το γενετικό υλικό από αυτά τα τροποποιημένα βακτηρίδια αντιγραγόταν πολύ αργά και, από γενιά σε γενιά, έτεινε να αποβάλλει τα επιπρόσθετα νουκλεοτίδια. 

Πριν από έναν μήνα ωστόσο, στο εγκυρότατο περιοδικό «Nature», ο Ρόουμσπεργκ και οι συνεργάτες του ανακοίνωσαν ότι, επιτέλους, κατάφεραν να δημιουργήσουν βακτηρίδια Escherichia coli που είναι ικανά να ενσωματώνουν στο DNA τους τεχνητά νουκλεοτίδια, τα οποία, επιπλέον, κωδικεύουν για κάποια αφύσικα αμινοξέα και επομένως δημιουργούν εντελώς άγνωστες πρωτεΐνες.

Αυτά τα τροποποιημένα βακτηρίδια αναπτύσσονται και συνθέτουν πρωτεΐνες εξίσου αποτελεσματικά με τα φυσιολογικά βακτηρίδια, είναι επομένως οι πρώτοι οργανισμοί πάνω στη Γη που διαθέτουν έναν διευρυμένο γενετικό κώδικα! 

Η νέα συνθετική ζωή 

Οι πρακτικές εφαρμογές αυτής της νέας βιοτεχνολογικής δυνατότητας δεν είναι ακόμη σαφείς. Ωστόσο, ο διευρυμένος γενετικός κώδικας ενδέχεται να οδηγήσει στην κατασκευή νέων φαρμάκων ή νέων βιο-υλικών από ασυνήθιστα αμινοξέα και, πολύ αργότερα, στη δημιουργία ολότελα νέων έμβιων οργανισμών.

Πέρα όμως από τις μελλοντικές εφαρμογές, πρόκειται για ένα πολύ αποφασιστικό βήμα προς τη δημιουργία «συνθετικής ζωής». 

Αφορά τον νέο και πολλά υποσχόμενο τομέα της «Συνθετικής Βιολογίας» η οποία, χάρη στις προόδους της μοριακής βιολογίας και τα νέα εργαλεία της γενετικής μηχανικής, επιχειρεί όχι μόνο να τροποποιήσει εργαστηριακά τις βασικές βιολογικές δομές και διεργασίες των ζωντανών οργανισμών, αλλά και να δημιουργήσει νέους «συνθετικούς» μικροοργανισμούς που διαθέτουν τις τρεις βασικές ιδιότητες κάθε μορφής ζωής: μεταβολισμό, αναπαραγωγή, εξέλιξη μέσω προσαρμογής. 

Το επίτευγμα αυτό το είχε προβλέψει εγκαίρως ο επιστήμονας-επιχειρηματίας Κρεγκ Βέντερ, ο οποίος πριν από επτά χρόνια δήλωνε παντού: «Είμαι έτοιμος να δημιουργήσω ένα συνθετικό έμβιο ον».

Με τη δημιουργία των πρώτων «συνθετικών» κυττάρων και οργανισμών, η ανθρωπότητα εισέρχεται σε μια νέα φάση της βιοτεχνολογικής ανάπτυξής της: αυτήν που ο Κρεγκ Βέντερ αρέσκεται να περιγράφει ως «μετα-γονιδιωματική». 

Τι ακριβώς όμως εννοεί με αυτόν τον σκοτεινό νεολογισμό; Εχοντας δημιουργήσει πριν από δύο χρόνια στα εργαστήρια της εταιρείας του τους πρώτους συνθετικούς μικροοργανισμούς, θεωρεί ότι οι νέες δυνατότητες της επεμβατικής και της υπολογιστικής γενετικής μάς επιτρέπουν πλέον να σχεδιάζουμε -κατά βούληση!- την ύπαρξη ζωντανών οργανισμών ανάλογα με τις ανάγκες μας ή, για την ακρίβεια, σύμφωνα με τις ανάγκες των εταιρειών που δημιουργούν και εκμεταλλεύονται αυτές τις νέες συνθετικές μορφές ζωής. 

Οσο για την ορατή πλέον δυνατότητα να δημιουργηθούν και να απελευθερωθούν μαζικά συνθετικοί μικροοργανισμοί που θα είναι ικανοί να παράγουν βιολογικά καύσιμα ή φάρμακα ή και να αφομοιώνουν διοξείδιο του άνθρακα και άλλες βλαβερές ουσίες από το περιβάλλον, αυτή προπαγανδίζεται ήδη ως η εκ θαύματος βιοτεχνολογική σωτηρία της κοινωνικά, οικονομικά και οικολογικά απελπισμένης ανθρωπότητας. 

Συντάκτης: Σπύρος Μανουσέλης

Πηγή: efsyn.gr