Ewolucja człowieka w ciągu kilku godzin.doc

Ewolucja człowieka w ciągu kilku godzin?

To, nad czym natura trudziła się przez miliony lat, człowiek zrobi w kilka dni, a nawet godzin. W laboratorium harwardzkiego genetyka powstała rewolucyjna maszyna przyspieszająca ewolucję – podaje „New Scientist”.

Ewolucja [łac. evolutio ‘rozwinięcie’], biol. stopniowe, kierunkowe zmiany (wymuszane działaniem mechanizmów genetycznych) budowy i cech fizjologicznych organizmów w trakcie przekształcania się gatunków, prowadzące do powstania nowych” - taką definicję podaje encyklopedia PWN. W tradycyjnym rozumieniu oznacza to niewielkie, powolne zmiany z pokolenia na pokolenie, ujawniające się po setkach lat. Ale kto powiedział, że stopniowo musi oznaczać wolno?

(R)ewolucja

Profesor George Church oraz jego student Harris Wang, genetycy z Uniwersytetu Harvarda, w swojej pracowni skonstruowali urządzenie, które tajemnicę różnorodności życia na Ziemi sprowadza do poziomu automatu losującego kulki w lotto. Układ kolb, probówek i pipet, w sposób całkowicie zautomatyzowany miesza geny i łączy je ze sobą w różne zestawy produkując zupełnie nowe organizmy. Nad jego pracą czuwa wyłącznie komputer, a dokładniej program napisany przez naukowca. W trzy dni powstaje…15 miliardów nowych gatunków bakterii.

Tradycyjnymi metodami inżynierii genetycznej możliwa jest wymiana jednego, dwóch, maksymalnie kilku genów bakterii w jednym czasie. Trwa to szmat czasu i kosztuje krocie.

Komórki niechętnie pozwalają na wtargnięcie obcych genów, mają bardzo czułe mechanizmy obronne, ludzie jednak odkryli sposób ominięcia tego problemu dzięki zastosowaniu szoku elektrycznego. Porażona, „oszołomiona” komórka pozwala na wniknięcie sztucznego DNA i podmianę fragmentu swojej informacji genetycznej. To, co wyróżnia metodę profesora Churcha to fakt, że jednocześnie można dokonać zmiany nie jednego, lecz wielu genów.

Zamiast trudzić się nad skonstruowaniem jednego konkretnego szczepu posiadającego ulepszony gen, można otrzymać tysiące nowych - lepszych wariantów, potem wystarczy wśród nich znaleźć ten jeden najlepszy. Z pomocą komputera wyspecjalizowanego do sekwencjonowania genów, wcale nie jest to takie trudne. Komputer „przeczyta” informację genetyczną wszystkich nowych organizmów i wskaże szukany.

Wang i Church sprawdzili swój wynalazek tworząc nowy szczep bakterii Escherichia coli, któremu postanowili wszczepić geny odpowiedzialne za produkcję likopenu, naturalnego barwnika nadającego czerwoną barwę pomidorom. Zdolność ta jest efektem współpracy aż 24 genów, a ich jednoczesna wymiana jest teoretycznie niemożliwa. Przeprowadzenie tej modyfikacji zwykłymi metodami zabrałoby naukowcom co najmniej kilka miesięcy żmudnej pracy, z pomocą urządzenia własnego projektu zrobili to w trzy dni, uzyskując w miliardy innych wariantów genetycznych. Wśród nich znalazła się wymarzona linia bakterii wytwarzająca pięciokrotnie więcej likopenu niż naturalne komórki pomidora.

Maszyna ewolucyjna daje w tym samym czasie nie jeden a setki, tysiące kombinacji, różniących się dowolną liczbą genów. Kilkukrotne powtórzenie cyklu jeszcze bardziej zwielokrotnia efekty. Każda zmiana genu może prowadzić do powstania zupełnie nowego organizmu. Nie tylko bakterii, ale też roślin, zwierząt, a nawet ludzi.

Postęp ekspresowy

To właśnie w celu „ulepszania ludzi” Church w ogóle rozpoczął pracę nad maszyną do ewolucji. Wbrew pozorom nie jest to dla niego zabawa w Pana Boga, nie chodzi o tworzenie nowych organizmów zupełnie na oślep. Zastosowania tej nowatorskiej techniki są nieograniczone, ale przede wszystkim pozwolą na rozpędzenie badań nad wieloma chorobami, które na obecnym poziomie wiedzy prowadzone są bardzo powolnie i nieefektywnie.

W 2004 roku prof. Church połączył siły z innym wybitnym naukowcem - Josephem Jacobsonem, inżynierem z prestiżowej uczelni MIT. Wspólnie pracowali nad stworzeniem alternatywnego kodu genetycznego, języka, według którego w DNA zapisane są mechanizmy działania wszystkich organizmów na Ziemi. Składa się on wyłącznie z czterech liter, A,T,G,C , odpowiadających czterem zasadom azotowym, ułożonym w ciągu nici DNA. Ich wzajemne położenie jest informacją dla komórkowej maszynerii w jakiej kolejności należy układać określone aminokwasy w łańcuchu białka. W naturze występuje tylko 21 aminokwasów i to one budują strukturę wszystkich białek, w każdym żywym stworzeniu. System ten jest absolutnym dogmatem biologii.

Naukowcy chcą jednak sprawić, by ta zasada przestała być jedyną możliwością. Tworząc odmienny zapis stworzą nową gałąź życia, organizmy z zewnątrz wyglądające zupełnie tak samo, jak występujące naturalnie, lecz o genach całkowicie odmiennych. Przeciwnicy wszelkich manipulacji genetycznych od razu wszczęliby tu raban. Badacze mają świadomość tego, jak bardzo chcą ingerować w naturę, przekonują jednak, że te nowe organizmy będą całkowicie kontrolowane przez człowieka. Pod tym względem byłyby bezpieczniejsze od współcześnie modyfikowanych organizmów typu roślinność GMO. Rośliny stworzone na bazie sztucznego kodu genetycznego nie miałyby możliwości mieszania się z gatunkami występującymi w naturze, a nawet mogłyby być uzależnione od składników odżywczych dostępnych tylko w laboratoriach. Na ich korzyść przemawia także to, że byłyby odporne na wszelkie choroby i wirusy występujące naturze, właśnie ze względu na swoją odmienną budowę genetyczną.

Człowiek odporny na wirusy

W tym miejscu otwierają się także drzwi do poprawy jakości życia człowieka. Tworząc in vitro ludzkie komórki macierzyste odporne na wirusy i pozbawione wszelkich niekorzystnych mutacji, udostępniono by medycynie nowe, lepsze metody leczenia. Pacjent, który miałby wybrać organ do przeszczepu, który tak samo jak jego własny, z pobranych od niego komórek mógłby ponownie przestać funkcjonować, sam z chęcią wybrałby taki, który nie niósłby ze sobą ryzyka żadnych niepowodzeń.

Czy mogłyby powstać odporne na wirusy dzieci? Oczywiście, że tak. Ta technologia pozwalałaby na takie modyfikacje, jak również na tworzenie zupełnie nowych cech i umiejętności, podobnych do mutantów znanych z filmów science-fiction. Dziś wydaje się to nieprawdopodobne zarówno z technicznego, jak i z etycznego punktu widzenia, ale przecież jeszcze kilkadziesiąt lat temu nie dopuszczalne było zapłodnienie in vitro, czy nawet przeszczep narządów. Jeśli nie zdecydujemy się tego wypróbować teraz, zrobi to któreś z kolejnych pokoleń. Do możliwości tworzenia nowego gatunku ludzi, sceptycznie podchodzi jednak Arthur Caplan, bioetyk i doradca prezydenta USA. Jego zdaniem taka linia ludzi, byłaby narażona na problem społecznego wykluczenia. Ze względu na posiadanie nienaturalnych genów, mogłaby rozmnażać się tylko między sobą, co odebrało by im możliwość dowolnego wyboru partnera. W szerszej perspektywie doprowadziłoby to do zubożenia puli genowej i znacznego zubożenia, a nie ulepszenia ludzkości.

....