Večernji List - najnovije vijesti iz Hrvatske, svijeta, sporta, showbiza i lifestyle
Naslovnica Tech/Sci Znanost

Moći ćemo ‘krasti’ rješenja koja je evolucija dala drugim vrstama

Ubrzanje ljudske evolucije moglo bi biti zapamćeno kao naš najveći uspjeh, ali možda i kao najveća pogreška koju smo ikada učinili
06. studenoga 2019. u 15:59 3 komentara 1768 prikaza
Ilustracija
Foto: Getty Images
Pogledajte galeriju 1/3

Što će bogati biti spremni plaćati u budućnosti, kako bi živjeli i dulje od 100 godina? Svakako će s interesom pratiti napredak znanosti u ovom području. U projekt očitanja ljudskog genoma vodeći svjetski genetički laboratoriji zajednički su se upustili 1990. godine. Trebalo im je jedanaest godina i tri milijarde dolara kako bi razvili prvu skicu genomskog slijeda. Nisu mogli ni slutiti da ćemo danas genome živih bića moći očitavati 100 milijuna puta brže, a cijenu pritom smanjiti tri milijuna puta. Brzina razvoja tehnologija za očitanje genoma živih vrsta na Zemlji time je znatno nadmašila čak i rast procesorske snage računala potrebne za njihovu analizu.

Ilustracija NOVA ISTRAŽIVANJA Kolijevka čovječanstva nekadašnji je rajski vrt uz rijeku Zambezi

No kakvu će korist čovječanstvo imati od poznavanja slijeda svog genoma, ili genoma brojnih drugih vrsta? Većina stručnjaka slaže se da je napredak prilično predvidiv, ali i obilježen velikim etičkim dvojbama. U prvom koraku otkrit ćemo zašto izmjena nekih “slova” u genomu može dovesti do teških bolesti. Zatim ćemo pronaći način da takve izmjene, tj. štetne mutacije, nekako ispravimo. Već smo objasnili kako se to danas već može učiniti zahvaljujući čudesnoj CRISPR-Cas metodi, koja omogućuje mijenjanje slijeda genoma u živim stanicama, kao i korištenjem virusa za unos funkcionalnih gena u oštećene ljudske stanice. Stoga danas, prvi put u povijesti ljudske vrste, možemo liječiti izrazito nasljedne, tzv. monogenske bolesti, aktivnim ispravljanjem pogrešaka u genomu. S etičkog gledišta, ovaj je korak najmanje sporan. Rijetkim ljudima koji su imali veliku nesreću naslijediti neku vrlo rijetku mutaciju, zbog koje im je život užasno otežan i znatno skraćen, “popravak” te mutacije omogućuje živote koji će po duljini i kvaliteti biti jednaki prosjeku ostalih ljudi.

Eksperimentalni organizmi

No već idući korak etički je znatno više dvojben. Tehnologije koje razvijamo omogućit će ljudima koji su zdravi, no prosječnih obilježja, izmjenu vlastitog genoma kako bi postali što viši, snažniji, inteligentniji i atraktivniji. Smijemo li dopustiti takvu genetsku modifikaciju ljudi? To je znatno teže pitanje. Ono se, pritom, ne odnosi samo na već živuće pojedince, već i na njihovu buduću djecu. Imućni parovi mogli bi plaćati genetske modifikacije svojih oplođenih jajnih stanica kako bi dobili tzv. dizajnirane bebe, programiranih crta lica, boje očiju i kose, visine, mišićne snage i kognitivnih sposobnosti. Takav postupak danas postaje tehnološki moguć, no izrazito je etički dvojben. U idućoj fazi sve ćemo bolje razumjeti genome životinjskih i biljnih vrsta. Shvatit ćemo zašto jastrebi imaju znatno bolji vid od ljudi, psi bolji njuh, a antilope sluh. Razumjet ćemo i neke osjete koje su druge vrste razvile, a mi ih nemamo – poput eholokacije kojom šišmiš vidi u mraku, ili osjeta jegulje za promjene električnog potencijala u okolini. Osim unaprjeđenja svojih postojećih osjeta te dodavanja novih, moći ćemo, štoviše, početi “krasti” i briljantna rješenja koja je evolucija omogućila drugim vrstama na planetu. Tada će u prvi plan izbiti genomi neobičnih oblika života koje smo opisali u prošlom nastavku, poput vodenog medvjeda, golokrtičastog štakora i besmrtne meduze.

Ilustracija LJUDSKI ORGANIZAM Neke vrste su natprirodne – vraćaju se u mladost, nemaju 
osjet boli...

Trebalo bi im, vjerojatno, dodati i opis poželjnih genetskih osobina aksolotla i nekih bakterija. Aksolotl je poznat i kao “meksička hodajuća riba” – iako se ne radi o ribi, već o vodozemcu. Nalazi ga se najčešće u jezerima Meksika i duljine je oko 20-30 centimetara. Njegova neobičnost među ostalim vodozemcima jest što doseže odraslu dob bez prolaska kroz stadij metamorfoze, tj. pretvaranja u odraslog daždevnjaka. Uzrok tome je nedostatak hormona koji bi mu stimulirao štitnjaču. Injekcijom joda može ga se transformirati u odraslog daždevnjaka, ali tada aksolotl gubi svoja nevjerojatna svojstva, koja ima zahvaljujući tome što cjelokupni život provodi u stadiju larve. Znanstvenicima je stoga iznimno zanimljiv jer njegove stanice zadržavaju nevjerojatne sposobnosti regeneracije organa, uključujući čak i mozga i leđne moždine. Njegove rane ne zacjeljuju ožiljcima, već regeneracijom, tj. ponovnim razvojem cijelih organa i ekstremiteta. Pokazano je kako ekstremitete može ponovo zamijeniti čak i stotinjak puta. Također, može prihvatiti transplantirane organe drugih aksolotla, uključujući oči i dijelove mozga. Čini se da su aksolotli i stotinama puta otporniji na rak od drugih životinja. Zbog toga su zanimljivi kao eksperimentalni organizmi u istraživanjima razvoja organa, kao i obnove tkiva i organa iz pluripotentnih matičnih stanica.

Bakterija Deinococcus radiodurans spada u tzv. ekstremofile, tj. oblike života koji odlično uspijevaju u fizikalnim ili geokemijskim uvjetima koji bi bili pogubni za gotovo sve druge oblike života na Zemlji. Ušla je u Guinnessovu knjigu rekorda kao najotpornija poznata bakterija. Može preživjeti ekstreme ionizirajućeg zračenja, hladnoće, dehidracije, kao i vakuum i kiselinu, što je čini posebnom kategorijom među ekstremofilima, tzv. poliekstremofilom. Genom joj ima dva kružna kromosoma s nešto više od 3000 gena.

Znanstvenik Nenad Ban ZNANSTVENIK NENAD BAN: Moja su istraživanja ribosoma dovela do Nobelove nagrade za kemiju

U stacionarnom stanju ima četiri kopije genoma, ali kada se brzo razmnožava, tada može imati i 8 do 10 kopija genoma u stanici. Nevjerojatna je po tome što može preživjeti izloženost nezamislivim količinama ionizirajućeg zračenja, jer više od trećine ih preživi akutnu izloženost dozama od 15.000 Greya. Pritom, čovjeka će ubiti već i doza od samo 5 Greya, a čak ni tardigrad ne može preživjeti dozu od 5000 Greya. Znanstvenicima koji istražuju ovu bakteriju, a među kojima se posebno ističe naš akademik Miroslav Radman, direktor Mediteranskog instituta za istraživanje života u Splitu, zanimljiva je zbog jedinstvene sposobnosti popravka svoje oštećene genske upute, zapisane u molekuli DNK.

Bakterija ima sposobnost izolirati oštećene dijelove svog genoma u jednom kontroliranom području stanice i tamo ih popraviti, a to može činiti i s čitavim odsječcima svojih kromosoma. Pojednostavljeno, ova se bakterija štiti tako što privremeno “umire” i razgrađuje svoj genom na odsječke, imajući pritom veći broj kopija, a kada opasnost prođe, tada ih ponovo sastavlja u cjelovit genom, te popravlja sva oštećenja. Zbog toga je iznimno zanimljiva u istraživanjima starenja i raka, jer smatra se kako su glavni uzroci oba problema oštećenja u molekulama DNK, RNK i proteina. Ta oštećenja, smatra se, nastaju zbog oksidativnog stresa, slabljenja mehanizama obrane od oksidacije te nemogućnosti popravka oštećenja. Institut Craig Venter, koji radi na izgradnji umjetnih oblika života genetskim manipulacijama, koristio je sustav temeljen na brzim mehanizmima popravaka DNK koje koristi D. radiodurans kako bi sklopio sintetske odsječke molekule DNK u kromosome te proizveo umjetan, sintetički organizam koji su nazvali Mycoplasma laboratorium. Neki se znanstvenici u SAD-u bave mišlju kako bi mogli koristiti genom D. radiodurans kao sigurno utočište za pohranu informacija o čovječanstvu, jer bi tako pohranjene informacije mogle preživjeti nuklearnu kataklizmu.

Oštećena DNK LJUDSKI ORGANIZAM Ako smo programirani za starenje, možemo li ga reprogramirati?

Nastanak neuništivih bića

Preuzimanjem i prisvajanjem njihovih nadljudskih osobina, koja u prirodi već postoje, ljudi bi se mogli modificirati u praktički neuništiva živa bića koja ne stare niti obolijevaju, imaju dodatna osjetila, a prilagođena su i životu u svemiru. Vrijeme kada će sve to postati moguće približava se velikom brzinom, no etičke su dvojbe pritom goleme. Javna rasprava i zakoni ni približno ne prate brzinu razvoja u ovom području. Nakon opisanih faza “popravka vlastitog genoma” i “krađe iz tuđih genoma”, u posljednjoj fazi, kada budemo dobro razumjeli genome svih živih bića na Zemlji, moći ćemo dizajnirati i sasvim nove oblike života te izmišljati svojstva koja danas ne postoje. Etičke implikacije tog posljednjeg koraka još uvijek su potpuno nezamislive.

Tom konačnom fazom, koja je već dobila i naziv “sintetička biologija”, intenzivno se bavi poznati znanstvenik Craig Venter u istoimenom institutu koji smo također već spomenuli. On je još 2010. godine stvorio prvi sintetički oblik života, bakteriju “Cynthiju”. Trebamo li nastaviti slijediti ovaj put, koji postaje sve realniji s tehnološkog gledišta? Iz svega navedenog trebalo bi biti jasno kako nezaustavljivo grabimo prema nadvladavanju prepreka koje nam je biologija postavila prema značajno duljem životu no što mu se trenutačno možemo nadati. Prva smo vrsta od mnogih milijuna vrsta na Zemlji koja je razvila mogućnost mijenjanja vlastite genetske upute, a nemamo nijedno prethodno iskustvo na koje bismo se mogli osloniti. Povijest bi takvo moguće ubrzanje ljudske evolucije mogla pamtiti kao naš najveći uspjeh, ali možda i kao najveću pogrešku koju smo ikada učinili.

gubitak pamćenja Ljudski organizam Rudan: Ne smislimo li lijek, mogli bismo postati prva generacija koja je zaboravila sve što je znala
MSC Cruises
PROMO
MSC Grandiosa je osvijetlila rijeku Labu na svečanosti krštenja