Biologia syntetyczna tworzy nowe organizmy – należy bać się czy cieszyć?
"Powinniśmy o biologii syntetycznej dowiedzieć się jak najwięcej, zanim w środowiskach pozbawionych tej wiedzy rozpocznie się szum, iż tu dzieje się coś, czego natychmiast należy zakazać" – powiedziała prof. Magdalena Fikus z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN podczas wykładu inaugurującego warsztaty "DNA – encyklopedia życia" w warszawskiej Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego.
W swoim wystąpieniu biolog przedstawiła historię rozwoju wiedzy – od biotechnologii (a właściwie od początku genetyki) do biologii syntetycznej. Opowiedziała o uzasadnionych lękach, nieprzewidywalności w nauce i o wielkich szansach, jakie dają zastosowania biologii syntetycznej w przemyśle, medycynie i życiu codziennym.
MAMY PRAWO MÓWIĆ O NASZYCH LĘKACH I WYJAŚNIAĆ WĄTPLIWOŚCI
"Ludzie oczekują od nauki różnych rzeczy i różnych rzeczy się boją. Warto z nimi rozmawiać, co warto robić, a co jest realnym zagrożeniem. Taką rozmowę podejmiemy w ramach tegorocznego Festiwalu Nauki, podczas imprezy pt. +Genetyków gra w Pana Boga – sąd nad biologią syntetyczną+" – zapowiedziała prof. Fikus, wieloletnia organizatorka największych imprez popularyzatorskich.
Uczona przywołała wyniki ostatniego badania statystycznego – Eurobarometru, które pokazują, że mieszkańców UE w sprawach związanych ze środowiskiem naturalnym najbardziej niepokoją zmiany klimatyczne, zanieczyszczenie wody i powietrza, nieszczęścia czynione przez człowieka, katastrofy naturalne, wpływ chemikaliów w produktach codziennego użytku na nasze zdrowie i zmniejszanie się zasobów naturalnych.
"Jak widać, wiele z tych obaw bezpośrednio łączy się z rozwojem biotechnologii, ale nie tak, jak mogłoby się wydawać. Biotechnologia okazuje się być szansą na rozwiązanie wielu wymienionych sytuacji" – oceniła prof. Fikus.
Na zlecenie Festiwalu Nauki również w Polsce wykonano badanie, w którym pytano o najważniejsze współczesne problemy naszej planety i o to, które z nich mogłaby rozwiązać nauka. Wyniki pokazują, że Polacy najbardziej martwią się chorobami cywilizacyjnymi i zanieczyszczenia środowiska, a jednocześnie wierzą, że nauka może w tym pomóc. Ankietowani Polacy boją się niszczenia przyrody przez człowieka, zmian klimatycznych, zanieczyszczenia wody. Niżej w sondażu uplasowały się problemy socjalne, których – w ocenie badanych – nauka nie jest w stanie rozwiązać.
OD BIOTECHNOLOGII DO BIOLOGII SYNTETYCZNEJ
Prof. Fikus podkreśliła, że możliwości ludzkiej ingerencji w przyrodę były od dawna bardzo imponujące – np. roślina, z której wyprowadzono kukurydzę to… dzika trawa. Jednak – dodał – była to zasługa "biotechnologii" klasycznej, gdzie nie zmieniano w sposób zamierzony określonych genów.
Nieco bardziej zaawansowana biotechnologia pozwoliła na dodawanie do roślin pojedynczych genów z innych gatunków, które zmieniły ich cechy. Przykładem techniki GMO jest modyfikacja rośliny uprawnej poprzez dodanie białka produkowanego przez bakterię. Ochroniło to przed uszkodzeniem rośliny przez larwy szkodnika – omacnicy prosowianki.
Prof. Fikus przypomniała, że w 1952 roku ludzie poznali strukturę DNA (z daleka patrząc, bez sekwencji) – tu zaczęła się molekularna biologia. W 1972 roku przeprowadzono pierwsze doświadczenie mieszania genów. W 1994 roku dokonano pierwszej na wielką skalę analizy funkcji genetycznej. Opisano pierwsze genomy wirusów, bakterii, aż w 2001 roku opublikowano – szkicu genomu człowieka.
Gdy nanotechnologia zbiegła się z genomiką i molekularną biologią i technologią genomową – to był początek syntetycznej biologii: myśl, że można opisać życie analogicznie do maszyn biologicznych. W końcu, w 2006 roku, zmodyfikowano drożdże – tak, by mogły produkować związek do walki z malarią.{mospagebreak}"Syntetyczna biologia to droga od odczytania do chęci napisania informacji genetycznej. Bazuje na wiedzy o molekularnej strukturze życia, którą ludzie nagromadzili w ciągu lat (jak rozszyfrowanie kodu genetycznego i podstaw systemu regulacji aktywności genów). Biologia syntetyczna różni się zatem od inżynierii genetycznej i biotechnologii, zajmujących się modyfikacjami genów i genomów. Tu zakłada się, że będziemy konstruować zupełnie nowe składniki, które mogą działać w organizmie żywym, a nawet całe skomplikowane systemy, których nie ma w przyrodzie" – zdefiniowała uczona.
Jak zaznaczyła, drugą definicję można sformułować wychodząc od ponownego zastanowienia się nad poznanymi już układami. Biologia syntetyczna oznacza ich reprogramowanie dla osiągnięcia jakichś celów. Jest to zatem ta gałąź wiedzy, która najprędzej znajdzie swoje zastosowanie praktyczne i komercyjne, jest tu mniej nauki podstawowej, a więcej aplikacyjnej.
"Wypływamy na zupełnie nowe wody. Nie wiemy, co na nich odkryjemy, wkraczamy na delikatny grunt, być może na cienki lód" – przyznała biolog.
KIERUNKI ROZWOJU SYNTETYCZNEJ BIOLOGII
Najbardziej zaawansowanym kierunkiem rozwoju biologii syntetycznej jest konstrukcja nowych i na razie małych genomów i mikroorganizmów. Możliwe będzie składanie nowych DNA z modułów – niczym genetyczne lego. Powstaną banki gotowych modułów, które można łączyć z odpowiednimi białkami – w ten sposób umożliwi się budowanie nowych maszyn – biomaszyn.
Biolodzy nauczą się tworzyć sztuczne, komórkopodobne twory, niekoniecznie oparte o kwas DNA. Zastanawiając się, jak powstało życie na Ziemi, będą mogli wymyślić sobie pewne warunki i w nich tworzyć nowe życie, które nie pojawiło się w wyniku ewolucji. Kolejne gałęzie biologii syntetycznej to inżynieria szlaków metabolicznych i genetyka "nie z tej Ziemi", czyli zastanawianie się, czy gdzieś we wszechświecie mogło powstać życie inaczej. Już obecnie trwają próby tworzenia układów podobnych do ziemskich, na które na razie nie działają ziemskie enzymy. W ocenie prof. Fikus, znajdą się tacy, którzy zechcą płacić za rozwój tych badań.
TO JEST GROŹNE, ALE RÓWNIEŻ NIEUNIKNIONE
"Jeżeli ludzie boją się GMO, to dopiero jak dowiedzą się, co tutaj wymyślają uczeni, padnie na nich blady strach" – powiedziała z uśmiechem, ale niekoniecznie żartując, prof. Fikus.
Podkreśliła, że Europejczycy i Amerykanie już wiedzą, czym zajmują się biolodzy syntetyczni, dlatego polskie społeczeństwo też powinno poznać ich badania i zamierzenia. Jej zdaniem, warto też uświadamiać sobie zagrożenia i zawczasu im zapobiegać. Zagrożeniem takim jest niewątpliwie bioterroryzm, który wymaga już obecnie zwiększenia kontroli nad laboratoriami – podkreśliła.
"Ludzie umieją syntetyzować kawałki DNA od dawna, ale teraz nauczyli się robić to szybko i stosunkowo tanio. To wielki problem, dlatego świat kładzie nacisk na tworzenie komisji, które będą sprawdzały, co kto zamówił w laboratorium" – mówiła biolog.
Przypomniała, że w 2002 roku odtworzono w pełni aktywny genom wirusa polio, zaś w 2005 roku – genotyp wirusa grypy hiszpanki, który zabił ok. 50 mln ludzi (więcej niż pierwsza wojna światowa), a nie było go na ziemi od 1919 roku. "Można sobie wyobrazić te wirusy w rękach nieodpowiedzialnych ludzi jako niesamowite zagrożenie. Synteza chemiczna została bardzo rozwinięta i to, co w latach 70. człowiek robił w rok, dziś zajmuje kilka minut. Wirusa ospy można zrobić w dwa tygodnie za cenę samochodu – cóż to jest dla organizacji bioterrorystycznej?" – pytała profesor.
Jest też wiele lęków, które nie mają naukowych podstaw. Niektórzy obawiają się, że organizmy stworzone dla produkcji biopaliw mogą wpłynąć na zwiększenie stężenia dwutlenku węgla. W ocenie profesor, nikt jednak nie wie, ile CO2 naprawdę powinno być w atmosferze.
Ludzie boją się globalnych zmian ekonomicznych, wpływania na biologiczne zasoby ziemi i bioróżnorodność. Boimy się też nieprzewidywalności. Profesor uznaje te obawy. Jej zdaniem, niewiele zmieni chowanie głowy w piasek.
"Nie umiemy odpowiadać na wiele podstawowych pytań o istotę życia. A nauczyliśmy się, czasem po omacku, w to życie ingerować. Nie jesteśmy sobie w stanie wyobrazić wszystkich konsekwencji inżynierii genetycznej, biotechnologii, syntetycznej biologii. Możemy przed nimi ostrzegać, możemy też straszyć. A to, na dalszy rozwój tych dziedzin, prawdopodobnie wielkiego wpływu mieć nie będzie" – podsumowała prof. Fikus. (KOL, PAP – Nauka w Polsce, agt)
Zaloguj się Logowanie