Інколи лиш щось незвичайне – як-от споглядання за сходом сонця чи дотик руки маленького сина – може викликати відчуття, що справді живеш. На жаль, наукове розуміння життя далебі не таке романтичне. Аби фізичний об’єкт міг називатися «живим», він має відповідати таким критеріям: рости, рухатися, дихати, їсти, випорожнюватися, розмножуватися та реагувати на зовнішні подразники. В основі контролю цих життєво важливих (у буквальному сенсі) процесів лежать білки, які називаються ферментами. Вони відіграють каталізуючу роль й прискорюють протікання цих процесів, аби організм міг жити.
Тепер монополія на ці життєво важливі речовини більше не належить природі. У понеділок вчені анонсували, що отримали штучні ферменти. Одержані ними білки змогли запустити у тестовій пробірці хімічні реації, які асоціюються з процесом життєдіяльності організму. Це – черговий прорив у галузі синтетичної біології, дисципліни, яка займається створенням штучного життя. Поки штучний живий організм ще нікому не вдавалося створити (і хтозна, коли це станеться), однак окремі його компоненти то тут, то там вже з’являються в лабораторіях.
Останній експеримент, про результати якого повідомили в статті у Nature, здійснила Лабораторія молекулярної біології Кембриджського університету. Два роки тому її співробітники використали синтетичні молекулами, щоб створити штучні гени, здатні зберігати та копіювати біологічну інформацію, так само як звичайні ДНК та РНК.
Але це ще не все: ці штучні «гени», які назвали XNA, як виявилося, ще й злегка змінюються під час копіювання. Іншими словами, вони ще й можуть еволюціонувати, як їх природні аналоги!
Тепер ця сама дослідницька команда на основі XNA створила ферменти. Одна із одержаних ними сполук навіть може зв’язувати різні ділянки XNA докупи. Це – перший крок на шляху створення штучного живого організму.
Синтетична біологія вже встигла сформуватися як провокативна дисципліна, яка ламає звичні уявлення про природу. ДНК і РНК впродовж тривалого часу вважали основними будівничими блоками життя, а спадковість та еволюцію – неповторними властивостями, що притаманні лише їм. XNA, своєю чергою, доводить, що ці унікальні властивості можуть бути притаманні і штучним, синтезованим продуктам.
У 2010 р. американський біотехнолог і підприємець Крейґ Вентер продемонстрував, що якщо у клітини вийняти генетичний матеріал і замінити його на штучно створену копію бактаріального геному, то ця клітина поводиться як бактеріальна. Вчені та наукові аналітики закинули Вентеру, що він грається з Богом. Сам же вчений назвав свій експеримент «перезавантаженням» природи.
Насправді усі ці експерименти доводять, що природа прихильна до «перезавантаження», клонування, копіювання і інших форм втручання людського інтелекту – такі експерименти часто мають успіх. А це, своєю чергою, ставить філософське запитання: якщо за допомогою штучних молекул, складених у штучний геном, можна створювати в лабораторії об’єкти, які відповідають критеріям живого організму, то що в такому разі має унікальну привілегію називатимя «живим»? Чи, може, потрібно взагалі переосмислити феномен життя?
Слід зазначити, що при всій своїй суперечності синтетична біологія не є наукою «злих геніїв», які страждають манією величі і хочуть довести свою вищість над природою. Вчені, що працюють у цій галузі, ставлять перед собою завдання розширити границі природи у корисних цілях.
Крейґ Вентер, біолог і бізнесмен, не приховує матеріальної мотивації своїх досліджень: він мріє про створення колоній штучних бактерій, які живитимуться речовинами, що забруднюють довкілля – бізнес потенційно вартий трильйонів доларів. Комадна з Кембриджа, своєю чергою, розробляє штучні дріжджі, щоб отримати з них нове покоління ліків. Річ у тім, що живі організми, створені на штучної XNA будуть невразливі до природних патогенів.
Багато хто уявляє, що синтетичні біологи прагнуть виростити в лабораторіях людиноподібних монстрів й наблизити кінець світу (частий сюжет голівудських блокбастерів). Проте така думка не витримує критики. «Зшивання» з штучних обривків геному – це кропітка й часто малопродуктивна робота, а націлена вона радше на одержавання примітивних бактерій, ніж зловісних монстрів. Тим не менше, думка, що такого роду дослідження потребують контролю, є цілком виправданою.
Створення в лабораторії штучного життя розширює горизонт знань і в інших галузях. Зокрема, воно проливає світло на те, як життя могло зародитися на Землі мільярди років тому, а також на альтернативні шляхи еволюції на інших планетах.
Якщо ДНК була ключем життя на Землі, то штучна XNA, яка наділена такою самою здатністю до еволюції, свідчить про те, що ДНК могла утворитися у результаті сліпого випадку, а на інших планетах джерелом життя може бути й інша молекула.
Anjana Ahuja
Artificial ingredients for a primordial soup and recipe for life
Financial Times: 1/12/2014
Зреферував Євген Ланюк