Božji stroj

 

Život? Nimalo loš koncept – ali određena poboljšanja nisu naodmet. Nasljedna informacija? Može se izmijeniti – kao kakav tekst koji se mora redigirati. Pioniri sintetske biologije natječu se s prirodom. Slijedi izvješće o genezi u njihovim laboratorijima.

Kockice života
Drew Endy smatra da je život genijalan. Ne samo njegov vlastiti, nego život uopće. Jednostavno zato što je sposobniji od bilo kojeg stroja načinjenog ljudskom rukom. Zato što u svojim stanicama može proizvesti gotovo sve zamislive materijale, u svojim genima pohraniti enormne količine podataka, a svojom izmjenom tvari stvarati iskoristivu energiju. Biološka „tehnologija“ dovedena je do savršenstva tijekom milijardi godina. A kad bi se njome moglo ovladati, svima bi nama živote učinila boljima, lakšima, sigurnijima. Štoviše, životi bi nam bili još genijalniji.
Tako razmišlja Drew Endy, koji na Sveučilištu Stanford predaje sintetsku biologiju – znanost što pokušava stvoriti organizme koji u prirodi ne postoje. Kemičari, biolozi, informatičari i inženjeri žele preprogramirati živa bića u novovrsne biostrojeve. Ti znanstvenici s lakoćom brišu uvriježene granice struke i raspravljaju o funkcionalnim jedinicama u nasljednoj informaciji kakve bakterije kao da je to nešto razumljivo samo po sebi, poput osnovnih dijelova mobitela.
„Uskoro ćemo svi moći razmišljati na takav način“, kaže Endy. On se osobno brine za to da poigravanje životom postane što jednostavnije i da njime na kraju ovlada svaki iole nadaren student.
Ekran na znanstvenikovu stolu prikazuje šarene, međusobno uklinjene zupčanike. To je internetska stranica /Registry of Standard Biological Parts/, kutija s kockicama kojima se igraju bioinženjeri. U banku podataka zasad je pohranjeno više od 3500 /BioBrickova/, odnosno biokockica. To su zapravo djelići nasljedne informacije s jasno definiranim funkcijama, kopirani iz gena bakterija, gljiva, biljaka, životinja. Malene, korisne sastavnice iz strojnog sklopa života. Uz pomoć tih 3500 zasebnih elemenata iz genskog koda moguće je izrađivati živa bića s novim sposobnostima.
Jednom biokockicom moguće je primjerice neku bakteriju opremiti senzorima za otkrivanje eksploziva ili svjetla. Nekom se drugom jednostanični organizam pretvara u tvornicu sićušnih plinskih balončića, koji mu omogućuju uzgon u tekućini. Neke od tih genskih sastavnica nemaju vlastitu funkciju, ali mogu povezivati druge sastavnice: primjerice, plinski se baloni napuhuju ako u okruženju ima izvora svjetlosti. Ovisno o namjeni novostvorenog života.
„Dobro, zamislite“, kaže Endy, „da bakteriju koli želimo tako preprogramirati da se njome može ispitivati prisutnost arsena u bunarskoj vodi u Bangladešu. Što nam je potrebno?“ Znanstvenik klikne na polje za pretragu na otvorenoj internetskoj stranici. „Kao prvo, trebamo senzor kojim naša promijenjena bakterija uopće može otkriti arsen.“ Endy u tražilicu upisuje riječ „arsenic“.
„Ah da, evo ovdje: biokockica J33201. Tu su studenti iz Edinburgha izradili na natjecanju iz genetičkog inženjeringa. Riječ je o genetičkom programu za bjelančevinu koja reagira na spojeve arsena. Potječe iz jednostaničnog organizma.“
Znanstvenik zatraži da mu se sastavnica prikaže u obliku genskog koda: CCAACTCAAAATT… Šifrirani prirodni program čini 518 takozvanih baznih parova. Endy bi ga sada mogao jednostavno prekopirati u obrazac i internetom poslati narudžbu komercijalnom proizvođaču fragmenata DNK. Nakon nekoliko dana poštom bi mu stigla epruveta puna repliciranih kodova senzora za otkrivanje arsena.
„Zatim nam je potrebna sastavnica za određivanje minimalne vrijednosti“, kaže Endy. Ona će biti svojevrsna pregibna sklopka: primat će signal sa senzora koji otkriva arsen, ali će se aktivirati samo kad signal prekorači određenu snagu (biokockica J33205, 353 bazna para).
Taj bi pak prekidač, tumači Endy, morao odaslati signal koji aktivira treći dio genskog mehanizma – i dojavljuje kako je voda otrovana. „Signal pregibnog prekidača mogao bi treću sastavnicu potaknuti na proizvodnju enzima ureaze. On mijenja pH-vrijednost okolne vode i može aktivirati tvar koja će je obojiti“, razlaže Endy.
„Hajdemo provjeriti sadrži li banka podataka sastavnicu za proizvodnju ureaze“, kaže Endy. „Evo ovdje, jedna nova biokockica, zaprimljena prije nekoliko mjeseci iz Slovenije. Geni se izdvajaju kloniranjem iz uzročnika gastritisa. Sad bi samo trebalo taj slijed prikopčati na druge dvije biokockice, sve skupa usaditi u nasljednu informaciju ciljane bakterije – i gotovo.“
Prednost takva živog detektora arsena jest što se samostalno razmnožava, gotovo je besplatan i mogao bi se u indikatorskim cjevčicama duboko zamrznut odašiljati širom svijeta. Endy kaže: „Ako ga netko naruči, možemo ga smjesta stvoriti.“
A ako ne, on će nekoliko drugih biokockica posložiti u kakav drugi genijalni organizam.

 

Autor: Jens Schröder