Od dość dawna wiemy, że DNA to podstawa życia. Kod genetyczny określa budowę i funkcjonowanie organizmów. Jak się okazało to bardzo precyzyjny kod o jasno określonych zasadach. Można by powiedzieć, że zrozumieć DNA to zrozumieć fenomen życia. Jest to jednak trochę tak jakby stwierdzić, że znajomość zasad szachów stawia nas na równi z Garri Kasparowem.
Cztery zasady nukleotydowe, połączone w trójki, dają 64 kombinacje (4*4*4). Te kombinacje, czyli kodony, kodują 20 podstawowych aminokwasów. Brzmi prosto, ale jeśli spojrzymy na ludzkie DNA z miliardami zasad nukleotydowych, ułożone w chromosomy, podzielone na geny, jeśli dodamy do tego telomery, trabanty, czapeczki, ogony… Zdecydowanie nie jest prosto, a jako dyletant nawet nie jestem w stanie w pełni przybliżyć jak trudnym zagadnieniem jest genetyka.
Mimo tego dziesiątki lat badań i eksperymentów przynoszą coraz więcej, coraz bardziej imponujących efektów. Nieubłaganie zbliżamy się do nie tylko coraz większego zrozumienia ale i swobody w kontrolowaniu DNA. W tym roku MIT opracowało metodę CRISPR pozwalającą na precyzyjną modyfikację DNA. Inspirowana mechanizmem obronnym bakterii, umożliwia edycję pojedynczych fragmentów genów. Do tego możliwe jest też modyfikowanie wielu genów jednocześnie.
Na University of Washington powstał język programowania napisany z myślą o tworzeniu syntetycznego DNA. Dzięki niemu chemicy/biolodzy potencjalnie będą mogli pisać kody podobnie do programistów, które następnie komputer będzie tłumaczył na kod genetyczny „GATC…”. Rozwiązanie to nie jest jeszcze w pełni gotowe do szerokiego zastosowania, ale możliwości są potencjalnie nieograniczone. Mówimy tu nie tylko o uproszczeniu procesu, ale też o dopuszczeniu ogromnej ilości umysłów do tego niezwykłego potencjału.
Warto zwrócić uwagę, że nie dotyczy to jedynie medycyny. Życie w tej skali zajmuje się tworzeniem związków chemicznych. Dzisiejsze metody i próby używania mikroorganizmów do produkcji materiałów, leków itd., wkrótce mogą się wydawać toporne. Być może niedługo produkcją nanorurek będą zajmować się bakterie. Można sobie wyobrazić zbiorniki, do których będziemy wrzucać pożywkę i trochę węgla by po kilkunastu godzinach wyciągać z nich wiadra pełne nanorurek. Dziś wiele szczepionek produkuje się z użyciem kurzych jaj co skutecznie ogranicza tempo ich produkcji. Być może w ciągu dwóch dekad produkcja szczepionki będzie mogła ruszyć w kilka godzin po tym jak zsekwencjonowany (szybko i tanio) zostanie kod wirusa pobranego od pacjenta zero.
To nie jest fikcja. Ostatnio odkryto jak sprawniej przeprogramowywać bakterie, tak by produkowały więcej pożądanych leków, biopaliw itd. Do tego dochodzą spadające koszty sekwencjonowania i rosnąca moc obliczeniowa komputerów, o czym pisałem wcześniej. Wpływa to na wykładniczy przyrost naszej wiedzy o DNA, a także na łatwiejsze odkrywanie subtelnych czynników wpływających na działanie genetycznej maszynerii.
Te przeogromne możliwości, które gnają w naszym kierunku wywołają lawinę pytań. Niektóre będą kompletnie pozbawiona sensu i podszyte strachem wynikającym z niewiedzy; niektóre jednak będą bardzo zasadne. Dzisiejszy poziom debaty w żadnym wypadku nie zapowiada, by coś miało się zmienić. GMO zalewa fala krytyki, a analizy i badania są zwyczajnie negowane i zakrzykiwane. Argumenty takie jak ratunek wymierającego kasztanowca w Ameryce Północnej, który ginie nie przez „piły i siekiery, ale gatunek niepozornego grzyba”, lub te o bakterii, która sama sobie prowadzi hodowlę GMO nie znajdują posłuchu.
Czy za kilkanaście lat nastąpi boom na programistów DNA? Designerów genów? Czy będą ich zatrudniać w jednakowej mierze koncerny farmakologiczne, chemiczne, energetyczne, recyclingowe, oczyszczalnie ścieków...? Czy sprawny programista będzie w stanie stworzyć kod DNA, który sprawi, że altanka z pięknymi kwiatami wyrośnie sama? W końcu w DNA tkwi kształt i układ naszych kości, więc niewykluczone, że z jednego nasionka mogłyby wyrosnąć estetyczne łuki obsypujące się co roku pachnącymi kwiatami. Kto wie, może na ziemi poniżej dałoby się też wyhodować ładny chitynowy chodniczek z sześciokątnych płytek.
Źródła:
Precyzyjna modyfikacja DNA
To samo na Science Daily
Język programowania dla DNA
Odkrycie, które poprawi sprawność „designerskich genów” bakterii produkujących leki, biopaliwa itd.
Powrót eugeniki
GMO z pomocą zagrożonym gatunkom drzew
Bakteria prowadząca własną hodowlę GMO
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz