Bezárás
Biotechnológikaland

Szintetikus biológia – Teremtés ver. 2

(Biotechnológikaland No69)

Mindjárt elnézést is kérek a címben foglalt hangulati felütésért, mert hogy hatásvadásznak tűnhet, s azt kerülöm, amennyire lehet. Nehéz persze korunk kasszasikert megélt sci-fi-sugallatainak árnyékában, ahol az X-aktaszerű képességek, a kiborg életformák és a virtuális élet teljes mértékben a valóság részének tekinthető a popcorn&cola-katedrálisokban. Én kedvelem a szerénységet sugárzó akvarelleket, amelyek a pillanat vibrálását ragadják csak meg, és nem is jegyzik le, bár érzékeltetik a kontúrokat. A művész a biztos tudása szerint jegyzeteli a látványt. Ezt hiányolhatom a szintetikus biológia/genetika területéről. Még alig, hogy átlátjuk az örökítés alapmechanizmusait, és máris módosítgatunk. Eközben a funkciókról csak komolykodó képet vágva találgatunk. A tudomány emberei (kapok majd ezért) ezen a területen úgy viselkednek, mint lelkem Pisti a felügyelet nélkül maradt cukorkaboltban, ahová eredetileg csak bekukkantott.

Május közepén a Nature folyóirat hasábjain jelent meg az a cikk, amely szerint részekre bontva kicserélték a legismertebb bélbaktérium, az Escherichia coli egy leegyszerűsített törzsének teljes örökítő anyagát, és a mikroorganizmus továbbra is eleven maradt. Mi tehát az Élet? A Föld nevű bolygón a DNS nevű óriásmolekula meghatározott konstellációinak törvényszerű következménye? Van az az eset, amikor az élettelen automatikusan anyagcserébe kezd és szaporodik, mert nincs más lehetősége? Hová tolódik most a Teremtés misztériuma, amely eddig az élettelen és az élő állapot között tarthatta a szeánszait? A lélekvándorlást hirdető vallások (pl. brahmanizmus) sem sorolták a lélekkel rendelkező organizmusok közé a baktériumokat, még ha némelyek (a tápcsatornánkban velünk élőkre gondolok) opcionális alkatrészeink is. Gondolom erről majd a világvallások szóvivői hallatják a hangjukat, ha követik egyáltalán a genetikai tudásunk változásait, majd azokat tanaikra nézve értelmezik is. Érzékenyebb idegrendszerűek itt abbahagyhatják az olvasást, bár ami megtörtént, azon ez a mentalitás nem változtat semmit. Ez már az eddig szűk körben megismertekre alapító post festa állapota.

Kétségtelenül a szintetikus biológia világába érkeztünk (szegény európai és benne magyar géntörvény, együgyűen merre késlekedsz ehhez képest), ami törekvéseiben messze túlmutat a nálunk ostorozott mezőgazdasági géntechnológián, miközben a gyógyszerészeti változata sikert sikerre halmoz, s az egészségügyi is nyomába eredt. Itt már nem valamit és valamilyen célból kijavít a géntechnológus, hanem a filozófiai gordiuszi csomót átvágó biokémikus új életformát teremt, ha közben pórul nem jár. Technikailag ismerjük az örökítőrendszer alapjait és most legóként használjuk. Próbálkozunk. Bármi kijöhet belőle; hasznos és/vagy fenyegető. A nyolcadik utas is. A környezettudományok területén dolgozóknak mindig ilyesmin jár az eszük. Na nem a mesebeli nyolcadik utason (tényleg lehetne őt ilyenné kódolni?), hanem a mai valóságon, ami hipp-hopp tovatűnik. Egyszer volt… Tegyük hozzá világszerte kevesen vannak, akik genetikai biztonsággal foglalkoznak, és nagyon szűkösek a lehetőségeik. A szaksajtó sem kedveli őket. Nem támogatja ezt a területet az ígérgetésre specializálódott alaptudomány és a termékre kihegyezett vállalkozói gárda sem, hiszen éppen megszületőben lévő vagy létező termék fals hasznosulásainak lehetőségeit vizslatja. A szkepszis félistene náluk lehet elszállásolva, bár hivatalosnak tűnő hitetlenkedő társaság bitorolja el ezt tőlük. Nézzük akkor, hogy mivel kapcsolatban fordulhatunk az MTA Kommunikációs Főosztályához, ha már nem is titkolt örömében ünnepélyesen megszólalt, és részt kért a sikerből. Ne feledjem, Szegeden valahogyan különösképpen fogékonyak a genetika új eredményeinek kritikátlan elfogadásra (akinek nem inge…). A kínai crisper-ikrek születését is innen fogadta kitörő örömmel egy tanszékvezető.

69.ábra: Mikrobiális köd, amelyben élünk (Cardiff Student Media)

Most egy élőszervezet (bennünk élő bélbaktérium – 69. ábra) genomját részenként kicserélték, és a baktérium tovább élt és szaporodott. Szűkítettek a Földön ismert genetikai kódrendszerén, és még akkor is. Mi tehát Élet, és mi a Teremtés? Megtörténik az Élet, mert csak ez a lehetősége; az anyag törvényszerű megnyilvánulása? Van-e az embernél (nálunk) okosabb? Tévedett az evolúció, amikor kibővítette a lehetőséget a Földön használatban lévő kódtáblában? Van, aki erre keresi vagy megtalálta már a válaszokat? Én szemlélődve és türelmesen várok. Az idő sok minden megold. Láttam már karón… Ünneprontó leszek kissé, mert a szóban forgó Nature-cikknek egyetlen magyar szerzője sincs, bár az MTA híradása halványan sejtet effélét. A cikk kétségtelenül hivatkozza a Science folyóiratban Pósfai György (MTA Szegedi Biológiai Központ), első szerzőségében megjelent magyar és egyesült államokbeli szerzők cikkét, amely egy egyszerűsített genomú E. coli K-12 genomú baktériumról számolt be, amit ebben a munkában felhasználtak. Szóval ez még nem a cikkben foglalt érdemi munka, amit az angolnak (Cambridge) jelzett, de valójában nemzetközi kutatócsapat végzett.

De érdekli-e egyáltalán az egyre fogyatkozó újságolvasókat az, hogy mi honnan származott (a szerzők kaptak egy Petri-csészényi baktériumot, amit saját kísérleteikben felhasználtak), vagy csak a végeredmény? Léteznek még következményekben gondolkodók? A gondolkodás bizonyos értelemben fájdalmas, csak nagyon keveseket jutalmaz a flow érzése.

Mennyire új ez a történés? Nos, semennyire. Európa legjobbjai legalább egy évtizedes elmaradást mutattak fel az Egyesült Államokban hasonló területen dolgozó kutatókhoz képest. Craig Venter csapata a The J. Craig Venter Institute-ban 2010-ben publikálta ugyanezt a Mycoplasma mycoides baktériummal. Ennek szintetikus genomját Mycoplasma capricolum-ba vitték át, és az interspecifikus hibrid szaporodásképes volt. Az új, szintetikus fajt Mycoplasma laboratorium-nak nevezték el, bár számomra jó kérdés, hogy miért is? A genetikai tartalma szerint, ugyanis M. mycoides név járna neki, ha a másolat legalább kvázi tökéletes.

Az MTA honlapján az angol munkáról az alábbit olvashatjuk „A természetes, univerzális genetikai kód redundáns, a 64-féle kódvariáns 20-féle aminosavat kódol, azaz egy-egy aminosavra többféle kódolás is vonatkozhat. Itt a szerin aminosavat kódoló hatféle kodon közül kettőt kihagytak, illetve másik, szinonim kodonnal helyettesítették. Így felszabadult két kodon, pontosabban három, mivel az eredeti, háromféle stopkodonból az egyiket szintén mellőzték. Így lett a 64 elemű genetikai kódból 61 elemű, innen a Syn61 név.” Ez tehát az örökítőanyagra vonatkozó változtatás lényege ebben a munkában, és ez sem kevés. Jobban tudjuk, mint az evolúció, ami ezt türelmesen kisakkozhatta? És mi a hátránya a beavatkozásunknak? Sokunkat ez is érdekelne, ha már velünk élő barátunk az E. coli. Térjünk azonban vissza Craig Venterre, hiszen az ő tevékenysége messze túlmutat azon, amin pillanatnyilag ámuldozunk.

221.kép: Craig Venter 2017-ben (Fotó: Stephen Voss)

Ki is hát Craig Venter, akinek széles mosolya vagy szúrós tekintete bejárta már a médiát? A 2017-es képen egy jövőtlenségével megbékélt ember arcát látom (fiatalkorában az öngyilkosság gondolatával játszott, amihez úgy gondolta, hogy a nyílt tenger felé úszik, amibe elvész majd, de aztán visszafordult), és nem tudom eldönteni, hogy a következő pillanatban gyakorlott szájtartással nevetni fog-e, s a képpel akár bourbon whisky-t lehet majd reklámozni, vagy éppen könny csordul ki a szeméből, amitől zavarba jövök. Nemhiába profi fotó ez. Persze a hatáshoz kell ez a karakteres arc. Ő talán a magányig sodródó, tudományba csavarodó próféták prototípusa. Már régóta inkább kiváló menedzser/vállalkozó, mint kutató. Pénzt hajt fel, és megveszi azt, aki hasznos lehet a céljaihoz. Ő az egyik vezetője az első Humán Genom Projektnek, ahol kilenc hónap alatt közel 100 millióért Craig Venter genomját ismerhette meg az, aki az adatokhoz hozzáfért, hiszen a biológiai minta tőle származott. Vállalkozásait is nagy figyelem követte. Ezek a Celera Genomics, a The Institute for Genomic Research, a The J. Craig Venter Institute, valamint társalapítója a Synthetic Genomics és a Human Longevity Inc. vállalkozásoknak. A sensu stricto kutató utolsó fázisában a tudásának hasznosítására törekszik. Mindegy mi ennek az útja: oktatás vagy vállalkozások sora.

A szintetikus biológia legismertebb alapítója ateista. Nem csodálkozom ezen. Az Életre nem úgy tekint, mint egy fölöttes lény teremtésére, amelyből az ember (vajon melyik Homo-faj?) a Teremtés aktusában lelket kapott, hanem az anyagok egy speciális kombinációjából születő automatikus öntudatra ébredésre. Nem véletlen, hogy pályatársaival terjesztett kezdeti szövegei sokkolták a gyengébb idegzetű ökológusokat. Új aminosavakról, új fehérjékről, a Földön eddig nem létező életformák megvalósításáról vizionált, és még a realistának születő genetikusok némelyikét is elképesztette ezzel. A szintetikus sejt, ami gondolatai középpontjában áll, ami miért ne lehetne drámaian más, mint ami jelenleg a bolygónkat uralja. A vallási vezetők most kapaszkodhatnak, bár úgy tűnik ezt a kesztyűt nem veszik fel egyhamar (játszani is engedd…), mert szinte kommunikálhatatlan. Nagyon jelentős tényismeret szükséges a genetika/fiziológiai megértéséhez. A vallás hitre épül, hovatovább az ateizmus is.

222.kép: 2018-ban egy léptékváltó medencénél (Fotó: Synthetic Genomics)

A 2007-ben alapított Synthetic Genomics (La Jolla) legismertebb célja módosított mikroorganizmussal előállított üzemanyag készítése. Kőolaj- és földgázkészleteink kimerülőben vannak. Az előállítás céljára kovamoszatokat használnak fel. A publikált ötlet szerint E. coli– és kovaalgafajok konjugációival az előbbiből plazmidokon elhelyezkedő géneket vittek át a Phaeodactylum tricornutum– és a Thalassiosira pseudonana-fajokba, ahol ezek a továbbiakban stabilan fennmaradtak. A vállalkozás támogatója 2009-ben az ExxonMobil volt, amely 600 millió US$-ral támogatta ezt a célt, amit nagyon fontosnak látott. Üzemanyag nélkül leáll a mai civilizációnk, és következik a mozikban látható posztcivilizációs káosz. A közös vállalkozás nem hozott gyors sikert (majdnem fel is adták), azonban 2018-ban már ismét úgy vélték, hogy 2025-re megoldják a hatékony termelést. Mi számít persze annak? Nem publikálnak azonban részeredményeket, hiszen az eljárás részleteinek tulajdonvédelme számukra ennél sokkal fontosabb.

A laboratóriumi kísérletek mostanában érték el a szabadföldi próbálkozásokat. A kifejezetten sós (44 g NaCl/liter → Csendes Óceán 35 g/l) és lefolyástalan, a Salton-tóhoz közeli calipatriai Imperial Valley-ban 50 kísérleti medence (222. kép) közel 20 hektár területet foglal el erre a célra. A sókoncentráció évente 1%-kal nő a tóban; ez a benne élő halközösséget fokozatosan kiigazítja (a bölcsőszájú halak tűrik ezt csak jól), valamint az algafélék terjedését segíti. Lehet ez a tó a későbbi üzemanyaggyár?

223.kép: A Illumina versenytársának a kínai BGISEQ gépei Shenzhen-ben (Fotó: Alex Twyford)

A 2014-ben ismertté vált Human Longevity Inc. célja az egészségmegőrzés és az emberi élettartam maximálása. A vállalkozás rövid idő alatt 80 millió US$-t gyűjtött. Kitűzött célja évi negyvenezer genom vizsgálata, amelyben a rosszindulatú betegségekhez vezető jeleket keresik. Az ár közben egy genomra vetítve 100 millióról 1000 US$-ra csökkent, vagyis elképesztő az árzuhanás. Az ezt lehetővé tevő HiSeq X műszert, amit az Illumina nevű vállalkozás gyárt, és csak tízesével árulja. Ma már ennek kínai versenytársa is akadt (223. kép). A HiSeq X egyedi ára egymillió US$. Tipikus adatbázis munka (big data) követi ezt, amely a megoldást/tanácsot illetően őssejtterápiára koncentrál. A genomadatok az orvosi kivizsgálások eredményeivel a Moores Cancer Center-be kerülnek, ahol számítógépes összefüggés-keresést végeznek. A vizsgálat az anyagcsere történéseire, de a tápcsatornában élő mikrobiomra is kiterjed. A cél életmód tanácsokkal, amiben a helyes táplálkozás is benne foglaltatik a genetikailag kódolt hajlam szerinti betegségek megelőzése. Korunk egészségtudományában a gyógyszerek megjelenése után háttérbe szorított dietétika tehát ismételten az érdeklődés előterébe került, szerves része a megelőzésnek. A táplálkozástudomány sokadig virágzását éli éppen. A vállalkozás szlogenje szerint: „Legyen 100 a mostani 60”. 2018-ban Venter nyugdíjba vonult, de létrehozott vállalkozásai működnek.

Ez az a pont, ahol most megállok és el kellene mondanom, hogy személy szerint mit gondolok. Nem könnyű fogalmaznom, de megpróbálkozok vele. Olyasféle lesz ez, mint Venter elkeseredett kísérlete a megszabaduláshoz. Életemben egyszer, elég gyönge úszástudománnyal másodmagammal átúsztam egy tengeröblöt. A harmadik társunk idejében visszafordult. Teljesen rosszul mértem fel a távolságot. Emlékszem a félúti gondolataimra. Néhány héttel később már idehaza olvastam, hogy cápatámadás áldozata lett abban az öbölben egy lengyel mérnök.

Megtanultunk olcsón szekvenálni. A műszer ontja ránk az adatokat, ehhez csak tudnunk kellene kottát olvasni. Tudunk? Abban az értelemben igen, hogy aminosavakra/fehérjékre fordítjuk le és funkciójában azonosítjuk az óriásmolekula csekélyke részletét. Viszont ez az egész nem egyszerre működik, hanem fejlődési kapukhoz igazítottan. Meg sem próbálom leírni, hogy mi mindent nem értünk abból, ami a lapon előttünk hever. Olyan ez, mint egy szimfonikus mű, amelynek nincs időzítése. Egyszerre megszólalva rövid és rémületes ricsaj a hatás. Bizonyos szólamokat ismerünk, de a többségéről azt sem tudjuk, hogy időben mikor kell, és mivel együtt megszólalniuk vagy milyen hangszeren. Zene majd akkor lesz ebből, ha mindezt megértjük. Ma még nagy adatbázisokat építünk, és buzgón találgat helyettünk a komputer.

Az egyes népességek – már megtanultuk – genomja egyszerűsíthető. A funkció és a túléléshez szükséges körülmények (lásd még alkalmazkodás) az önző genomot afféle kitartóan kukázóvá tette. Gyűjtöget és eltesz ezt azt, hátha jó lesz valamire. A későbbiek eldöntik majd, hogy belefullad-e ez a népesség a genetikai szemétbe, vagy hasznára válik. Szóval ezeket a laborkörülményeink ismeretében ki tudjuk már pucolni. Ismerkedünk a legójáték alapjaival.

Egy, a galaxisával száguldó bolygón élünk, ami született valamikor, és élettartama véges. Elköltözés nélkül nem megy az itt keletkező életformák átmentése. Épül majd egyszer a Noé űrbázis? Végső soron persze, ha a Világegyetem tágulása után a zsugorodás következik, akkor nincs megoldás. Az időszaki átmentéshez lehet, hogy új életformák válnak majd szükségessé? Jöhet a Teremtés ver. X? Legyen ez a jövő Földlakóinak problémája.

Kijavítjuk-e a bolygónkon található természetet, lesz-e új Homo faj? Homo syntheticus? Már akkora a tudásunk, hogy ebbe kezdhetünk? Én nem így látom. Nem is tetszik ez a fajta szép, új, szintetikus világ. Talán, ha megérteném a miértet, talán ha világos lenne, hogy a biológiai tudományok miért ebbe az irányba haladnak. Azért, mert ahogy az élet keletkezésének, úgy a gondolkodás fejlődésének ez az egyetlen lehetséges iránya? Megváltoztatom a környezetem és benne magam. Szimpatikus lehet ez a mai buckalakóknak?

Az emberi tudás lassan birtokba veszi (pillanatnyi tudása alá gyűri) az élővilágunk alapjait. Ma még korunk esendő géntechnológiájára tekintve, nincs olyan érzésem, hogy felelősséggel tesszük mindent. Ha visszatérek a jelenbe (ahonnan ez az írás elröpített), akkor csak figyelmeztetni tudok: géntörvényeink teljes amortizációjára nem gondoló hatósági/politikusi álmodozók figyelem, éppen most ment el az utolsó vonat. Még pár másodpercig lehet a múlt után integetni, aztán rá lehet csodálkozni a készülő jövőre, amit a szintetikus biológia éppen felvázol. Lesz olyan is közöttünk, aki idejében számol a következményekkel?

Darvas Béla

Előfizetőket keresünk – támogasd az Átlátszót

Az Átlátszó nonprofit szervezet, nem fogadunk el pénzt politikai pártoktól vagy az államtól. Rád viszont nagyon számítunk!

Támogatom