Alhemičar veštačkog života

Kad biste se upustili u stvaranje novog ljudskog bića iz nevidljivih delića tkiva oguljenih sa desni ili sa unutrašnje strane obraza, svi su izgledi da se ne biste odlučili za Grega Ventera kao mustru po kojoj biste napravili klon. Ne biste se odlučili za njega jer bi to novo ljudsko biće bilo u opasnosti da dobije Alchajmerovu bolest, na primer, pošto Venter za nju ima sve predispozicije. Možda biste odabrali njegove zbunjujuće lepe plave oči, ne samo zbog boje, nego i zbog jasnoće i snage njegovog pogleda. Sigurno biste želeli njegov prvoklasni mozak, iako biste možda uz njega dobili, u paketu, ono što njegovi protivnici nazivaju taštim i temperamentnim nadmudrivanjem. Unekoliko je ironično što čovek sa tako nesavršenim organizmom, kao što je Greg Venterov, najveći deo karijere posvećuje razumevanju i inženjeringu drugih živih organizama. On je bio lider jednog od dva tima koji su u 2000. raščlanili (sekvencionisali) ljudski genom: ukupni zbir svih gena, tj. 25.000 recepata po kojima smo sazdani i što nas čini ljudima, na prvom mestu, a ne šimpanzama, pticama ili, recimo, drvećem na kome rastu banane. Sličan posao raščlanjivanja genoma, Venter (61) je napravio i sa drugim, životinjskim organizmima. Ali on je možda uradio i nešto što je odjedanput postalo uzbudljivije, što obećava više i što – između ostalog najviše menja dosadašnja shvatanja o životu. Po onome što se pojavilo u tek objavljenom članku u časopisu Science, on je otišao znatno dalje od raščlanjivanja genoma: sam je isplanirao i napravio genom, što je apsolutno neverovatno. Drugim rečima, on je kao tvorac doneo život, ali veštački, koji u sebi nosi nasleđe. To nasleđe je prenosivo. Zaista, definisanje onoga što mislimo da je život, postalo je pokretna meta za strele onih koji drugačije misle. Da li smo živi? Jesmo. Da li je virus živ? Možda. Već pola stoleća od razjašnjenja strukture DNK, što je možda najveće otkriće svih vremena u biološkim naukama, niko više ne sumnja da ta dvostruka spirala determiniše ono što jesmo – na isti način na koji one prave linije “bar-kodova” na omotima proizvoda u supermarketima determinišu svoj softver, ili kako digitalni narezi na nekom CD-u određuju muziku koju ćemo slušati. Zaseci nove žlebove, tj. signale i slušaćeš novu muziku. Sve to, u genetičkom smislu, uradio je Venter. Radeći sa četiri bazna nukleotida koji čine celu-celcatu DNK, a koji su adenin, citozin, guanin i timin, on je uspeo da sastavi potpuno novi hromozom za dosad nepostojeću jednoćelijsku kreaturu, koja se prvi put pojavljuje na Zemlji. Ubaci taj genom u ćeliju, kao što ubacuješ disk u računar, i pojaviće se novo živo biće. Venter to još nije uradio, i zbog toga ne želi da kaže kako je izmislio život u tehničkom smislu. Međutim, pokazao je da presađeni genom iz jedne u drugu ćeliju potpuno zaustavlja genetički program ćelije u koju je ušao i da će – preuzeti sve funkcije. Ako ovo preuzimanje na celularnom nivou funkcioniše ubacivanjem običnog, prirodnog hromozoma, malo je razloga za verovanje da se isto neće dogoditi i sa hromozomom koji je proizveden u laboratoriji. “Činjenica da je ovo moguće, većinu ljudi potpuno sluđuje,” kaže Venter. To nije preterivanje. Genom napravljen u Venterovoj laboratoriji u Rokvilu, SAD, mogao bi unaprediti genetiku uvođenjem novog reda stvari u biološki svet, u kome je alhemija života svedena na inženjerski projekt. Genom napravljen ljudskom rukom, mogao bi dovesti do pojave novih životnih vrsta koje bi svojim metabolizmom liferovale materije za lečenje određenih bolesti, ili vrlo finih vakcina koje se usmeravaju tačno na smrtonosne klice. Čak bi se mogle napraviti ćelije koje bi sunčevu svetlost pretvarale u biološko gorivo, kao što se to danas dobija iz žitarica. Stvaranjem tako malih organizama za samo jednu svrhu, nije ni izbliza tako komplikovano kao stvaranje višećelijskih stvorenja koja se kreću, imaju ponašanje, lice, svrhu. Mnogo godina će trebati da nešto tako neobično i zastrašujuće postane stvarnost; a može se pokazati i suviše opasnim i izazovnim da bi društvo uopšte dozvolilo njegovu pojavu. Ono što je, po svoj prilici, Venter već uradio, jeste dešifrovanje načina postanka života. Kad dođete do toga, više ne postoje granice koje bi vas sprečile da s molekulom DNK uradite bilo šta. Nije oduvek bilo očigledno da će Venter postati čovek za takve transformacije – naročito kad bi se osvrnuli na njegovu mladost. Nikada nije bio izuzetan đak. (Wegova autobiografija “Dešifrovan život” iz 2007. uključuje i svedočanstvo osmog razreda koje je prepuno osrednjih ocena.) S ponosom se priseća kako je proveravao strpljenje roditelja i pilota na Međunarodnom aerodromu u San Francisku, kada su on i prijatelj na biciklima uleteli na aerodromsku pistu i furioznim okretanjem pedala vozili pored aviona koji su se kretali prema stazi za poletanje.(Posle tog događaja uprava aerodroma je postavila žičanu ogradu.) Posle regrutacije, našao se u Vijetnamu 1967. kao bolničar u mornarici. Za opuštanje – od onoga što u svojoj knjizi naziva “MASH bez viceva i lepih žena”, misleći na čuvenu filmsku komediju – počeo je da na jedrenjaku od 5,8 metara, uz pomoć mornara, uči jedrenje. “Kad ste usred rata, sloboda je ono o čemu mislite”, kaže Venter. “Oduvek sam sanjao da na jedrenjaku obiđem Zemljinu kuglu.” Kao i drugi preživeli, kad se iz rata vratio kući, Venter je bio drugi čovek. Hteo je da studira medicinu, pa je prvo krenuo na koledž, a potom i na Univerzitet u Kaliforniji, u San Dijegu. Kad je sve završio, video je da voli biohemiju, i umesto da ode na medicinu odlučio je da stekne akademsko zvanje iz biohemije. Sve se završilo tako što je dobio posao u Nacionalnom institutu za zdravlje (NIH) u Vašingtonu. Ali takvog čoveka, energičnog, ambicioznog i slobodoumnog, žuljao je “birokratski pakao”. Privlačilo ga je novo polje genetike koje se tek pojavilo. I 1992. obezbedio je novac iz privatnih izvora i osnovao je sopstvenu kompaniju, Institut za genomičko istraživanje u Rokvilu, država Medison. Već u prve tri godine uspeo je da kompletira prvo raščlanjivanje genoma jednog celog organizma, zvanog Haemophilus influenzae – bakterije koja izaziva meningitis. Wegov Institut je postao traženo mesto za raščlanjivanje genoma. Ubrzo, Venter je počeo čeznuti za nečim što se smatra najvažnijim u biologiji: mapa ljudskog genoma. U 1990-im, takav projekt je bio skoro nezamisliv, nepojmljivo kompleksan: projekt je podrazumevao utvrđivanje mesta i građe svakog od gena u genomu od kojih neki sadrže mnogo hiljada nukleotida. Do sada je Venter smislio način automatizovanja istraživačkih procesa, uvlačeći u posao superkompjutere za beleženje svakog slova, tj. nukleotida, u svim delićima, odnosno, odsečcima DNK, a potom i za povezivanje tih fragmenata na jednostavan i predvidiv način. Uzmimo da je stranica neke knjige iscepana na komadiće. Ona može biti lako rekonstruisana ukoliko su linije cepanja napravljene na unapred utvrđenim mestima – uvek ispred reči samo, na primer, i to kad bi se samo pojavilo na istoj stranici na kojoj postoji, recimo predlog pre. Venterov sistem je funkcionisao na sličan način; u 1998. on je javno i glasno predvideo da će korišćenjem svog metoda, koji je nazvao “raščlanjivanje lovačkom puškom”, uspeti da napravi mapu ljudskog genoma, brže i jeftinije od vladinog programa, teškog tri milijarde dolara, kojim je rukovodio dr Frensis Kolins. Da bi osigurao sredstva kojim bi opravdao svoja busanja u grudi, Venter se udružio sa Perkinsom Elmerom, globalnim tehnološkim gigantom i oformio novu kompaniju nazvanu “Selera”, što je, u stvari, srednji deo glagola accelerate, odnosno, ubrzati. Venter iza koga je stajala “Selera” i Kolins koji je iza sebe imao NIH, nakratko su pokušali saradnju. Ali svi napori su propali, tako da su sledeće dve godine obe kompanije radile grozničavo, povremeno se obračunavajući kroz štampu, a sve oko toga čiji je metod bolji i čije su namere čistije. Kolins je u međuvremenu nanjušio Venterove planove oko stvaranja genomske baze podataka, čija bi osnovna struktura bila na raspolaganju svim zainteresovanim i to, besplatno – kao što je planirao i NIH – s tim, što bi se naplaćivalo svima koji bi želeli obradu i analizu podataka. U 2000. Venter je ispunio obećanje završivši raščlanjivanje genoma pre Kolinsa. Poznavajući obojicu, američka vlada, u nameri sprečavanja svađe oko prvenstva, posredovala je u sklapanju primirja, što je uključivalo i zajedničko saopštenje u Beloj kući. Predsednik Klinton je tom prilikom hvalio kompletiranje raščlanjivanja genoma kao “najvažniju i najčudesniju mapu koja je ikada napravljena”. Vreme slavlja nije trajalo dugo. U “Seleri” je bilo teško pomiriti interese deoničara korporacije sa Venterovom željom za besplatnim ustupanjem genomske baze podataka. Samo dve godine posle ceremonije u Beloj kući, odlukom upravnog odbora Venter je najuren. Za utehu, odlučio je da ode daleko. Kako je još uvek bio jedriličarski entuzijasta, namerio se na veliki poduhvat kojim je trebalo da ponovi putovanje čuvenog H.M.S. Challenger-a, plovila koje je 1870-ih prvo obišlo svet, s namerom da pokupi uzorke raznih vrsta života iz svih okeana. Venter je trebalo da upravlja brodom sa posadom koju bi sačinjavali naučnici i mornari, a na svakih 320 kilometara bili bi spuštani kanisteri na različite dubine. Otud bi bile vađene i filtrirane raznolike životne forme, uglavnom, mikroskopske veličine. Sve to bilo bi slato u novootvoreni “J.C.Venter Institut” u Rokvilu. Za dve i po godine putovanja stiglo je 6 miliona novih gena i 400 potpuno novih vrsta mikroba. “Najveći broj ljudi misli da je okean homogena supa” kaže Venter. “ Ali, 85 odsto vrsta koje smo našli unikatne su.” Dok je često putovao između svoje laboratorije i broda, Venter je nadgledao još jedan, podjednako veliki i potencijalno revolucionarni naučni projekt: stvaranje života na laboratorijskom stolu. Jedan od organizama čiji je genom raščlanjen još za vreme rada na projektu ljudskog genoma, pripadao je Mdžcoplasma genitalium-u neželjenoj bakteriji čiji je omiljeni cilj prepoznatljiv iz njenog imena. Taj organizam čiji je genom raščlanjen 1995. u sebi ima najsićušnije hromozome za koje se dosad zna. Ti hromozomi, najmanjih u svetu samoumnožavajućih formi života, sadrže po samo 485 gena. Venter se još u to doba pitao koji bi bio najmanji broj gena u nekom organizmu, a da taj organizam može da preživi i da se razmnožava? Ukoliko možete da zamislite tako nešto, onda možete i da napravite osnovnu DNK-šasiju za sve što je živo, i da je koristite za vašu sopstvenu verziju života, bilo da je ona vrlo dinamična, bilo da je vrlo spora. Pre desetak godina, jedini način ustanovljavanja da li je neki već postojeći gen u Mdžcoplasma genitalium neophodan za njegov život, bilo je pojedinačno eliminisanje svakog od 485 gena i posmatranje da li je klica preživela. U 2002. međutim, napreci u razumevanju genetike i u tehnologiji rada sa genima, napravili su veliki skok unapred. Umesto da rasturi Mucuplasma genitalium, Venter ju je napravio od tkiva dobijenog sa oguljene sluznice. To je značilo da umesto registrovanja trenutka kad bakterija umire usled postepenog oduzimanja gena, možemo tražiti trenutak kad ona postaje živa. Jednim elegantnijim pristupom tj. postepenim sklapanjem tela bakterije korišćenjem raspoloživih nukleotida iz bočica na policama laboratorije, može se registrovati u kom trenutku započinje veštački napravljen, ali pravi život bakterije. Elegancija ne obezbeđuje uvek lakoću. Nukleotidi koji čine DNK među sobom su tako upleteni i učvoreni, a i zbog kristalisanja, ponašaju se kao staklo. Čak i najnežniji laboratorijski rad, poput pipetiranja, potpuno ih rastresa. Iako je najmanji u svetu mikroba, mikoplazmin genom se ne može sastaviti bez više od 580.000 nukleotida. Zbog toga se Venter odlučio da počne skromno, sa jednim ili dva gena i ide napred, spajajući po dužini deliće DNK. Taj čin spajanja molekularnih segmenata pokazao se vrlo izazovnim i problematičnim, jer se bočni paralelni i spiralni lanci šećera i fosfata lako raspadaju. Rešenje je bilo napraviti nešto slično “čičku” koji na odeći ili cipelama pravi posao umesto dugmadi ili pertli. Pošto se adenin lepi samo uz timin, a citozin samo za guanin, sve što je Venterov tim trebalo da uradi, bilo je da krajeve fragmenata iz lanaca DNK snabde nukleotidima koji bi se slepili jedan uz drugog. Tako se dobijaju sve duži i duži komadi DNK. Takvo mukotrpno “kat end pejst” (iseci i nalepi) na kraju je dalo rezultate. Ne samo da je Venter na laboratorijskom stolu napravio mikoplazma–bakteriju, već je uspeo da joj koriguje genetički učinak. Prvo, napravio je mutaciju koja sprečava bakteriju u izazivanju bolesti! Onda je bakteriju obeležio nekom vrstom vodenih žigova da bi se znalo da je produkt njegove laboratorije. Koristeći obeležja načinjena oko nekih gena, omogućio je čitanje pet reči čije značenje ne želi da otkrije. Sledeći korak koji bi se mogao dogoditi za koji mesec, biće ubacivanje gena u ćeliju i gledanje da li će ona živeti onako kako određuje gen. “Tim se kladi u svoj ugled i reputaciju da će se to dogoditi 2008”, kaže Venter. Ne veruju svi da će Venter uspeti, a ukoliko i uspe, misle da to neće mnogo značiti. Korporativni giganti kao što je “Dipon” već koriste sintetičku biologiju u industrijske svrhe. U fabrici Loudon, Tenesi, koja pripada toj korporaciji, milijarde bakterija E.Coli vri u unutrašnjosti ogromnih rezervoara. Genom tih bakterija doživeo je 23 laboratorijske izmena koje mu daju instrukciju da vari šećer iz kukuruza i da proizvodi propanol diol, jedan poliester koji se koristi u proizvodnji tepiha, industriji odeće i plastike. Ozbiljno zaposlene bakterije liferuju oko 45 miliona kilograma propanola svakog dana, a sve to postiglo se manjim petljanjem i promenama na njihovom genomu. Predsednik kompanije “Dipon” DŽon Pirs, tvrdi da ne računa na kompletno sintetički hromozom, jer to nije isplativo. Frensis Kolin, Venterov nekadašnji, a verovatno i budući rival, čija grupa na NIH takođe radi na stvaranju sintetičkih gena, sumnja u efekte eventualnih uspeha pošto se genom već danas lako transformiše i to po želji. “Pretpostavimo da u dvorištu imam gomilu đubreta i želim da ga sklonim” kaže on. “Mogu provesti mesece konstruišući neke komponente, a već imam mali traktor za travnjake, tako da jedino što moram učiniti jeste kačenje utovarne kašike na njegov prednji deo. Zašto ne bih išao kraćim putem?” Venter se slaže da u tome ima smisla, ali samo ukoliko prihvatite ograničene naučne vidike. U tome nije sam. “Počeli smo da menjamo pravac”, kaže DŽej Kizling, bioinženjer sa Berklija u Kaliforniji. “Tehnologije već zauzimaju svoja nova mesta i sasvim je ludo baviti se biologijom na način kojim to sada radimo.” Ipak, kao čovek koji čitavu karijeru radi na digitalizaciji, kvantifikaciji i standardizaciji biologije, Venter veruje da postoje neki aspekti života koji ne mogu biti shvaćeni, a da se ne poklonimo pred onim što nazivamo tajnovitošću i veličanstvenošću ćelije. Pre nego što ga je zaokupilo pravljenje veštačkog života on je svoj brod krstio imenom koje govori o misteriji i veličanstvenosti ćelije, ali i o onome što pokušava da postigne. Brod nosi ime “Čarobnjak”. Time Priredio i preveo s engleskog prof. dr MomČilo B. ĐorĐeviĆ