Istoty żywe to po prostu uporządkowane struktury „martwej” materii. Zgadza się. Brak duszy. Nie ma żadnej mistycznej iskry przepływającej przez Twoje żyły i zmuszającej Cię do oddychania. Tylko chemia trzymająca formę, którą 自我 przypadkowo nauczył się kopiować. Oznacza to, że życie nie jest magią. To jest inżynieria. A jeśli znasz wszystkie części, powinieneś być w stanie złożyć mechanizm od podstaw. Jesteśmy bliżej tego celu niż myślisz.
Biologia syntetyczna realizowała to marzenie od dawna. W 2010 roku naukowcy z Instytutu J. Craiga Ventera zastąpili DNA jednej bakterii syntetycznie wygenerowaną sekwencją genomową innej. Powstała komórka ożyła. Rosło i rozmnażało się z genomem o minimalnej wielkości – tylko 473 geny. Rekord jak na tamte czasy. Ale wynik był „niechlujny”. Naukowcy przyznali, że nie wiedzieli nawet, co robi jedna trzecia tych genów. Czy były konieczne? A może były „śmieciami”? Kto wie. Nie stworzyli życia. Po prostu go zrestartowali. To jakby wsiąść do samochodu, który już jest w ruchu i ponownie wcisnąć przycisk start. To wcale nie jest to samo, co spawanie silnika ze złomu.
Na scenę wkroczył zespół z Uniwersytetu Missouri. Chcą zajrzeć jeszcze głębiej.
Eksperyment z „ziemniakiem” (SpudCell)
Stworzyli podmiot, który nazwali SpudCell. Nazwa jest hołdem złożonym Sputnikowi i erze kosmicznej, a także nawiązaniem do jego nierówności w kształcie ziemniaka. To także skromna charakterystyka jej ograniczeń. SpudCell nie jest organizmem. Przynajmniej nie w pełnym tego słowa znaczeniu. Opiera się jedynie na 36 genach. To mniej niż w przypadku niektórych wirusów. Kiedy naukowcy dodali do tej mieszanki elementy budulcowe życia, te 36 genów niezależnie utworzyło strukturę. Tworzyły bąbelki, które wyglądały jak komórki. Zaczęli syntetyzować białka.
Ale tylko dlatego, że badacze ręcznie dostarczyli im rybosomy.
Rybosomy to molekularne maszyny do syntezy białek znajdujące się wewnątrz prawdziwych komórek. SpudCell musiał „dawać rybosomy na srebrnej tacy”. Ona nie może jeść. Nie generuje energii. Nie dzieli się ani nie rozmnaża samodzielnie. Po prostu tam siedzi i wymaga ciągłego wkładu zewnętrznego, aby kontynuować produkcję białek. Jeśli współczesną komórką jest szerokokadłubowy Boeing 747, to SpudCell jest marną maszyną latającą braci Wright, zmontowaną za pomocą lin i bawełnianych bandaży. Ledwo odrywa się od ziemi. Czy ona żyje?
„Ona nie żyje”
Tak. Technicznie. Ale to także największy przełom od dziesięcioleci. Udowadnia, że można wydobyć podstawowy mechanizm życia z nieożywionych składników przy użyciu minimalnego zestawu instrukcji. Nie potrzebujesz 473 genów, aby rozpocząć rozmowę. Wystarczy 36, aby usłyszeć cichy szept w odpowiedzi.
Co będzie dalej
Lepsze wersje są już w fazie rozwoju. Oczywiście. Celem nie jest siedzenie i obserwowanie drgań bąbelków białka na szalce Petriego. Zastosowanie tutaj jest materialne. Potrzebujemy alternatyw dla tworzyw sztucznych, paliw i nawozów opartych na paliwach kopalnych. Komórki syntetyczne mogłyby wytwarzać te substancje w sposób zrównoważony. Jeśli uda się zaprojektować ogniwo, które „zjada” światło słoneczne i „wydala” plastik, będzie to przełomowe rozwiązanie dla przemysłu i walki ze zmianami klimatycznymi.
Ale głębszy cel jest epistemologiczny. Chcemy zrozumieć, w jaki sposób materia nieożywiona staje się żywa. Gdzie jest granica? Kiedy chaos zamienia się w stabilny porządek? SpudCell nie przekracza linii mety, ale wyznacza kierunek. Być może nigdy nie będziemy mieli jasnej definicji życia. Może to nie jest włącznik/wyłącznik, ale ściemniacz (regulacja jasności).
Jeśli uda nam się stworzyć samowystarczalną jednostkę z surowców chemicznych, zrozumiemy biologię w taki sam sposób, w jaki mechanicy rozumieją samochody. Albo jeszcze lepiej. Możemy napisać własną instrukcję obsługi. Tajemnica nie tyle zostanie rozwiązana, co napisana na nowo. I być może jest to najbardziej przerażająca część procesu.
Zapisz się do newslettera Earth, jeśli chcesz otrzymywać comiesięczne aktualizacje o tym, jak staramy się ocalić tę planetę.
