Mesterséges sejt

Kimérák kora

Tudomány

A híres-hírhedt Craig Venter és kutatócsapata újabb óriási lépést tett az élet alapstruktúráinak teljes manipulálhatósága irányába. A távlatok beláthatatlanok - az aggodalmak is.

Jelentős szenzációként tálalta nemrég a tudományos világsajtó a szupersztár-mikrobiológus legfrissebb eredményeit, pedig az új vívmányok megjósolhatóak voltak. Alighanem szintén elhamarkodottan kürtölték világgá azt is, hogy először sikerült mesterséges életet lehelni a holt anyagba - egyelőre még csak egyik életformának a másikba való átalakítása történt meg, szigorúan "élő nyersanyag" felhasználásával. Ennek dacára szimbolikus és konkrét értelemben is hatalmas lépést sikerült tenni félig-meddig mesterséges élő organizmusok precízen vezérelt előállítására.

Lánc, lánc, eszterlánc

Craig Venter és munkatársai két hete tartott sajtótájékoztatójukon jelentették be először, hogy sikerült szintetikus sejtet előállítaniuk "kémiai anyagok" felhasználásával. Ennek során egy baktériumféle, a Mycoplasma mycoides genetikai örökítőanyagát (genomját) bírták reprodukálni laboratóriumi körülmények között, majd az így nyert szintetikus DNS-t beültették egy rendszertanilag rokon, de azért mégiscsak eltérő baktérium, a Mycoplasma capricolum még élő sejtjébe, amiből egyedenként csak egy van. Láss csodát, a bejuttatott mesterséges DNS átvette az irányítást, és a M. capricolum-sejtek hamarosan szőröstül-bőröstül M. mycoides-sejtté változtak!

Mint azt számos, a témában megszólaló biológus szakértő is hangsúlyozza, gyakorlatilag egy elemeiben régóta alkalmazott, gyakorolt s részleteiben is publikált munkafolyamatot valósítottak meg, ahol "csupán" az újszerű kombináció számít szenzációnak. Hogy mást ne mondjunk: a J. Craig Venter Intézet már 2008 februárjában azzal kápráztatta el a világot, hogy sikerült lemásolnia a Mycoplasma genitalium nevű, már latin nevéből is kitalálható módon az ivarszervek környékén, no és a légutakban tenyésző baktériumfaj teljes örökítőanyagát (komplett genomját), egy kör alakú DNS-molekulát, mely "mindöszsze" 485 gént (az átörökítés szempontjából releváns szakaszt) tartalmazott. A reprodukált baktériumot csupán minimális mértékben módosították, mégpedig a fertőzőképességért felelős génnél - alkalmasint nem is annyira biztonsági okokból, mint a teremtmény és az eredeti megkülönböztetése céljából. Mindez már abból a szempontból is előretörésnek számított, hogy addig csupán a baktériumokhoz képest jóval kisebb örökítőanyaggal bíró (továbbá sejtes szerveződéssel sem rendelkező) vírusok genomját sikerült mesterségesen reprodukálni. A most mesterségesen is előállított baktériumok mindig is az emberiség nagy "barátai" közé tartoztak: az önálló sejtfallal sem rendelkező, kizárólag más sejteken belül életképes paraziták tüdő- és medencegyulladást okoznak a gazdatestben. A M. mycoides amúgy egy kicsit szofisztikáltabb szervezet, mint a minap lemásolt M. genitalium: örökítőanyagát egymillió-kétszázezer bázispár alkotja, és 1016 gént tartalmaz. (Az embernél ugyanezen adatok: 3 milliárd bázispár és 20-25 ezer gén.) Mindenesetre ez az organizmus is kellően bonyolult volt ahhoz, hogy évekig tartson előállítani, s további sok-sok hónapnak kellett eltelnie addig, míg rájöttek, hogyan ültessék be a "mesterséges" DNS-molekulát egy élő sejtbe. (Természetes DNS-sel korábban már működött a dolog.) A kísérlet - csodák csodájára - sikerült, s a beoltott M. capricolum-sejtek a M. mycoidesre jellemző fehérjéket kezdték gyártani, mi több, lelkes osztódásba kezdtek! Mindez, hívja fel megannyi elemző a figyelmet, még nem új élet teremtése. A mesterséges DNS-lánc létrehozásához, összeszereléséhez szintúgy élő anyagokat (a biotechnológiai szempontból kulcsfontosságú, könnyen manipulálható Escherichia coli baktériumokat és élesztőgombát) használtak. Ráadásul az így alkotott mesterséges genom életre keltéséhez egy "igazi", élő sejtre volt szükség, amit azután folyamatosan, bár kezdetben nem teljes mértékben, formált át a bevitt örökítőanyag. Ezzel szemben Venterék szerint igenis arról van szó, hogy néhány generáció után az új DNS vezérelte baktériumsejtek minden molekulája vadonatúj szériás lesz - tehát ez mégiscsak afféle szintetikus sejt. Van olyan érzésünk, hogy ez inkább marketingkommunikációs, mintsem szakmai (mikrobiológiai avagy filozófiai) kérdés, de a Venterék által szorgalmasan belakott üzleti környezetben ennek is alapvető jelentősége lehet. Azért akadnak e kísérletnek más, kézzelfogható relevanciái is. Egyrészt a DNS sikeres átvitele és tervezett működése ismételten bizonyítja, hogy a nukleinsav alapú genetikai örökítőanyag, genom igenis tartalmazza elégséges mértékben mindazt az információt, amelyre - legalábbis egy ilyen, kevésbé összetett létformánál - szükség van egy sejt felépítéséhez és működtetéséhez. Ezenkívül mintául és előképül szolgálhat minden későbbi mikrobiológiai sejtmanipulációhoz - akár teljesen szintetikus sejtek legyártásához is. A kísérlet gyakorlati, üzleti-gazdasági jelentőségének megértéséhez nem árt megismerkedni magával az alkotóval sem.

Dr. Moreau szigete

Craig Venter több mint egy évtizede a nemzetközi tudományosság és a (nem csupán szakmai) nyilvánosság sztárja. Az tette világszerte ismertté, hogy korábbi cége, a Celera Genomics a kilencvenes évek végén gyakorlatilag versenyre kelt az Emberi Genom Projekt nevű nemzetközi kutatóprogrammal - a versengés tárgya az emberi génkészlet teljes feltérképezése volt. A célt, mint azt mindannyian tudjuk, éppen tíz évvel ezelőtt sikerült elérni, s ehhez termékenyen járult hozzá a közpénzből működő és a privát kutatóintézetek közötti verseny, ami korántsem zajlott az állam teljes semlegessége mellett. 2000 márciusában Clinton akkori amerikai elnök személyesen is beavatkozott a disputába, s gyakorlatilag megvétózta a Celera két fő célkitűzését. Egyrészt megtiltotta az emberi genomkutatás bármely eredményének szabadalmi oltalom alá helyezését, másrészt szavatolta, hogy az emberi örökítőanyag szekvenciája, a genom térképe minden kutató számára szabadon hozzáférhető legyen. Jellemző, hogy ez az elnöki döntés akkoriban a mélybe küldte a NASDAQ technológiai (többek között biotechnológiai) értéktőzsde indexét - ráadásul a biotechnológiai szektor tőkepiaci értéke a becslések szerint hirtelen 50 milliárd dollárral lett kisebb, amit azóta persze bőven kompenzált. Mindez azonban nem változtat a tényeken: az Emberi Genom Projekt (amelynek az eredményeit összefoglaló dolgozat a Nature-ben jelent meg) és a Celera (nekik a Science volt a szócsövük) egyszerre, bár némileg eltérő módszert alkalmazva fejtette fel az emberi genom szerkezetét. És az is igaz, hogy Venter összehasonlíthatatlanul olcsóbban dolgozott: mintegy 300 millió dollárt költött el magánadományozók és -befektetők pénzéből, míg az EGP erőfeszítései 3 milliárdba fájtak az amerikai adófizetőknek. Venter azóta már a J. Craig Venter Intézet cégére alatt munkálkodik - a mostani eredményekkel is az itt folytatott kutatások nyomán sikerült előállni, s ebben vezető szerepet játszott Hamilton O. Smith mikrobiológus-kutató.

Trójai olajfaló

A Venter-cégeknél azonban legalább ilyen fontos a befektetők és finanszírozók személye: immár nyílt titok, hogy a Venter által öt éve célzott szakkutatásokra alapított Synthetic Genomicsba tavaly 600 millió dollár erejéig beszállt az alternatív energetikai kutatásokban közismerten erős ExxonMobile. A Synthetic Genomics ugyanis olyan módosított mikroorganizmusok kutatását és létrehozását célozta meg, amelyek alkalmasak lehetnek újfajta biokémiai anyagok - többek között "tiszta" üzemanyagok - előállítására! Márpedig az anyacég mostani kutatási eredményei pontosan az ilyen, láthatóan már a multik figyelmére is méltó fejlesztéseknek nyitnak ajtót.

Venter más példákat is említett: speciálisan a mérgező vegyületek kiiktatására vagy legalábbis közömbösítésére dizájnolt baktériumtörzsek kulcsfontosságúak lehetnek például a mostani, Mexikói-öbölbeli olajkiömléshez hasonló ökológiai és ipari katasztrófák során. Főnyeremény volna, ha a környezetbe kerülő toxikus anyagokat a ma alkalmazott módszereknél hatékonyabban, s legfőképpen tisztábban, további bónusz szennyezés nélkül lehetne eltávolítani vagy semlegesíteni. További alkalmazási lehetőséget kínál olyan algafajok létrehozása, amelyek képesek volnának elnyelni a légkörben található "fölös" szén-dioxidot - ha más nem jutna az eszünkbe. De még ennél is biztatóbb távlatok nyílhatnak meg, ha olyan, sejtszintű üzemanyagcellákat hozunk létre, melyek maguk termelnek afféle bioüzemanyagot - magától értetődő módon más biológiailag aktív kemikáliákat, például gyógyszereket, enzimeket is le lehetne gyártatni eme futurisztikus miniüzemek segedelmével.

Evidens persze, hogy egy ilyen hatalmas előrelépés komoly etikai problémákat is felvet: Venter maga is hangsúlyozza kutatásainak filozófiai és etikai relevanciáit. Állítja viszont, hogy az efféle kutatásokkal kapcsolatos valamennyi elvi, morális kérdést - gondos kutatások nyomán - már azelőtt tisztáztak, mielőtt egyetlen vitatható beavatkozást végeztek volna. Csakhogy ez aligha nyugtatja meg azokat, akik folyamatosan holmi mikrobiológiai kimérák létrejöttétől, no meg a laborból előbb-utóbb óhatatlanul kiszabaduló, alapvetően emberalapú táplálkozást folytató miazmák kialakulásától félnek. Az efféle parákat természetesen gondosan élteti a moziipar folyamatos sci-fi/horror/thriller termelése, amelynek egyik visszatérő zsánerfiguráját (a zseniális, kicsit őrült, racionálisan számító, de a nem kívánt következményekkel nem kalkuláló "mad scientist"-et) mintha egyenesen Venterről mintázták volna. Egészen másfajta kockázatokat emlegetnek azok, akik az efféle biokémiai kutatások nyomán további (tudományos és gazdasági) monopóliumok létrejöttétől tartanak. Ennek - az előzmények ismeretében - valamivel nagyobb a rizikója, mint egy elszabadult olajfaló baktériumtörzs nyomán kipattanó zombijárványnak.

Figyelmébe ajánljuk