Gattaca

GATTACA je naslov filma, ki nam, preden si ga pogledamo, povzroči težave, ker ne vemo, kako ga pravilno izgovoriti. Ne sprašujte se, kako se ga izgovarja, beseda namreč ne pomeni nič in ni iz angleščine. Naslov ni niti iz kakšnega drugega jezika, ki bi ga lahko govorili, ampak je napisan v jeziku DNA. Štiri črke G, A, T in C predstavljajo štiri gradnike DNK (Gvanin, Adenin, Timin, Citozin). Lahko bi si mislili, da to zaporedje biokemikom ali molekularnim biologom pove kaj več, ampak to ni tako, avtorji so si tak naslov preprosto izmislili.

 

V filmu smo premaknjeni v čas ali bolje rečeno v svet, kjer lahko pred zanositvijo izberemo genetsko najbolj popolnega od zarodkov, spočetih v epruveti. Tak svet se ponaša z otroci, ki so bolj postavni, ne potrebujejo očal, nimajo predispozicije za rakava obolenja ali srčni napad in še veliko drugih prednosti. Boljši geni omogočajo kvalitetnejše življenje, uspešnejšo kariero, boljšega partnerja. Kako naj se v takem svetu znajde gensko povprečen človek? Kot vemo, se kdaj pač zgodi in vsega ne moremo načrtovati. Vincent, katerega zgodbi skozi film sledimo, je spočet ''iz ljubezni'', po navadni poti, z vsemi genskimi slabostmi, ki bi morale sicer biti izključene. Kot tak že v izhodišču nima možnosti postati astronavt ali npr. olimpijski prvak in je s tem obsojen na dela ljudi nižjega razreda. A Vincent noče biti čistilec oken, kakor mu narekujejo geni, z vso močjo se takemu genskemu determinizmu upira. To proizvede snov za zgodbo filma in ustvari polemiko med dvemi pogledi: genskim determinizmom in močjo volje posameznika. Boj med tema pogledoma je glavna tema filma.

GATTACA je znanstveno-fantastičen film, ki bi lahko bil v svojem žanru malo bolje sprejet, kot je. Razlog je predvsem v tem, da se lahko znanstveno fantastiko gleda na različne načine. Tistim, ki gledajo te filme zaradi akcije, posnetkov vesolja ali nepredstavljivo napredne tehnologije, film ni všeč. GATTACA naštetega namreč ne vsebuje, vsebuje pa meni toliko bolj pomembne elemente - fiktivno okolje uporabi, da lažje predstavi določeno temo ali filozofski problem. GATTACA na ta način razpravo o vplivu genov zelo uspešno preoblikuje v film. Natančneje povedano ta vzame pod drobnogled družbeno dojemanje genskega determinizma, ki se izoblikuje z dostopom genskih tehnologij.

Tukaj genskega determinizma ne bom polemiziral, bi pa rad kot biokemik zapisal nekaj o tehnologijah, ki se pojavljajo v filmu. Svet ''Gatake'' omogočijo predvsem že omenjena tehnologija, ki omogoča, da dobi otrok najboljše gene. V filmu sicer ne povedo natančno, kako to počnejo. 'Izboljševanje otrok'' bi lahko bilo narejeno na več načinov. Možnost je, da izmed zarodkov nastalih z oploditvijo v epriveti izberemo tistega, ki faktorja tveganja (npr. za šibkejše srce) ni podedoval in le tega vstavimo v maternico. Novica (nove biologije) o nečem takem je bila objavljena pred malo več kot letom. Recimo, da lahko v prihodnosti obstajajo tudi drugačne možnosti s ''popravljanjem'' genov. A napovedoval ne bom nič in raje zapisal: napovedovat je težko, še težje, če gre za prihodnost.

Druga tehnologija, ki omogoči obstoj ''Gatake'', je sekundno branje zaporedja DNK. V filmu lahko namreč stopimo do posebnih trafik, kjer zaposlenim izročimo las nekoga, v naslednjem trenutku pa nam že izročijo seznam vseh lastnosti lastnika lasu. Ali je sekundno branje celotnega genoma možno? Še kar zanimivo vprašanje, če pomislimo na to, da hitrost s katero lahko prebiramo DNK nepresano raste, cena takih storitev pa eksponentno pada (spodnji graf).

Verjetno prav takšna hitrost prebiranja DNK, kot jo vidimo v filmu, ni dosegljiva, a to niti ni tako pomembno. Nekaj ur ali dan časa čakanja na rezultate za razliko od sekundnega branja ne bi spremenilo veliko, rezultati povrnjeni v dnevu, bi še vedno omogočali obstoj sveta ''Gattake''. »Gatako« bodo tehnologije v prihodnosti omogočale, vprašanje je, kako se bo razvilo družbeno mnenje. Film prikaže eno možnost razvoja družbenega mnenja o genskih tehnologijah. Čeprav je ta vidik vreden premisleka zaradi morebitnih diskriminacij zaradi genov, bi se po mojem mnenju v družbeno zavest prej zapisalo nekaj drugega. V javno zavest bi prej prišle trač storitve, kot na primer ''Ugotovite kdo je vaš idealni DNK partner''. Znanstveni in medicinski dosežki, ki jih take tehnologije omogočajo, so vsekakor pomembni, a v javno zavest se prebijejo tehnologije, kot so facebook ali youtube, torej zabava.

Modra črta, ki predstavlja ceno ene prebrane črke DNA je v dvajsetih letih padla za šest velikostnih razredov. (vir: http://www.synthesis.cc/2009/09/the-bio-economist.html, nazadnje obiskano dne 8.6.2010)

Tudi če zaporedje preberemo v sekundi, ostaja problem razumevanja nepregledne gruče Ajev, Cjev, Tjev in Gjev oziroma natančneje povedano, kaj kateri gen počne. GATTACA je posnet v devetdesetih in takrat je bil duh genskega determinizma verjetno bolj prisoten kot danes. Sanje o genu za inteligenco, nagnjenosti h kriminalu so se razblinile ob bližjem pogledu na človeški genom in znanje, ki se je od začetka moderne genetike nabiralo skozi desetletja, je pokazalo, da so stvari malce bolj zapletene, kot bi si kdaj želeli.

Ste na primer pomislili, zakaj pri nanizanki CSI Miami iz DNA, ki so jo našli na kraju zločina, ne izdelajo računalniški model obraza zločinca. Pri iskanju tega bi jim pomagala že barva oči. Ta pa ni tako enostavno napovedljiva, določa jo več genov in mutacij, katerih vzajemno učinkovanje je težko napovedati. Kljub temu je napredek opazen tudi na tem področju in zanimivo se je vprašati, do kam bomo z razumevanjem prišli (Biosingularity Blog – Show me your DNA and I'll  tell you your eye color). Zgodbe za prihodnost so drugačne od tistih, ki smo jih preposlušali v otroštvu. Pepelka danes verjetno ne bi več izgubila čevlja ampak facebook profil, v prihodnosti pa mogoče le nekaj prhljaja z zadostno količino DNK.

 

 

 

 

Jaka Kragelj

 

 

Prispevek odraža mnenje avtorja in ne nujno tudi društva.

So res naredili sintetično življenje?

V spletnem Delu in na strani Žurnala je bila objavljena novica z naslovom Znanstvenikom prvič uspelo ustvariti sintetično življenje oziroma Ustvarili umetno življenje. Naslova ne bi mogla biti bolj zavajajoča, v nadaljnem tekstu pa ni najti dobre pojasnitve za kaj naj bi se šlo. Za kakšno raziskavo gre, bom razložil v štirih točkah:

1. Branje: V prvi stopnji so raziskovalci z inštituta Johna Craiga Venterja prebrali celoten zapis na DNA bakterije Mycoplasma mycoides. Kar so prebrali so nato spravili v računalnik. Del digitaliziranega zapisa bi izgledal nekaj takega kot

“...AGGAATAAGATAGATAGAAGATATGAATGAAGGAGAGAGATTACACGATAGGGCCAATACGGATCACAGGGATTACAAAGCATAGACTAGACATCGATACGGTAGCTATAAATCGATCGCCCTGCTAGG...",

celotna dolžina genoma bakterije, ki so ga prebrali pa obsega 1.08 miljona takšnih črk DNA.

2. Urejanje: Ko so zaporedje črk v DNA enkrat imeli na računalniku, so raziskovalci zaporedje lahko poljubno preuredili. Lahko si predstavljate, da so raziskovalci kombinacije štirih črk A, C, T in G premetavali kar v Wordu. Delo v Wordu bi bilo precej zamudno in zato za tak namen obstajajo posebni programi, a bistvo urejanja DNA zaporedja v osnovi ostaja blizu urejanju Wordovega besedila. Če bi torej imeli DNA zaporedje bakterije v Wordu bi lahko copy-pejstali gene drugih bakterij, brisali celotne odseke DNA, dopisovali druge gene itd.

Raziskovalci v tem primeru tako radikalno v DNA zapis niso posegli. Spremenili so le nekaj kosov DNA zaporedja, vendar tako, da na delovanje celice to ne bi smelo vplivati. Na nepomembnih mestih zaporedja DNA so črke premetali in preoblikovali v laboratotiju specifični žig. Bakterija s tako DNA je tako označena kot krava, ki ima za ušesom odtisnjeno svojo številko. Če bi recimo taka bakterija pobegnila iz laboratorija, bi zaradi žiga lahko izsledili laboratorij, ki ji je lastnik.

3. Sinteza: Ko so imeli končno verzijo zaporedja DNA v računalniku, so to hoteli imeti še v epruveti. Podjetje Blue Heron Biotechnology je znanstvenikom po naročilu kemično sintetiziralo naročeno DNA. Po koncu prvih treh korakov so tako raziskovalci imeli v epruveti spremenjen, sintetiziran genom bakterije M. mycoides.

4. Presaditev: Sama gola DNA v epruveti ne počne nič in zato so jo morali vnesti v ustrezno celico. Sintetiziran genom so zato vsadili v bakterijo druge podvrste, ki jo bom imenoval receptorska.

Podobno kot pri transplantaciji organov imamo tudi tukaj nekoga, ki daje (donor), in nekoga, ki sprejema (receptor). Posebnost te biokemične transplantacije je v tem, da DNA niso prenesli direktno iz ene celice v drugo, temveč da so DNA donorja naredili sintetično in jo nato prenesli v receptorja.

Kar se je nato zgodilo je bilo, da je po sprejemu donorskega genoma receptorska bakterija svoj stari genom zavrgla in se začela vesti po navodilih nove DNA, ki jo je imela v sebi. Kmalu je postala enaka donorju, celotna zgradba in sestava receptorske celice je čez čas ustrezala sestavi in zgradbi donorske celice.

Kaj lahko po tej razlagi zaključimo

Preglejmo še enkrat vse korake: bakteriji Mycoplasma mycoides Capri so raziskovalci prebrali nukleotidno zaporedje, ga preuredili, sintetizitali in vnesli v Mycoplasma mycoides Capricolum. “Nova” bakterija se po presaditvi vede kot donorska bakterija. Pravzaprav nova bakterija ni nova, saj bakterijo Mycoplasma mycoides Capri sicer najdemo v naravi. Edina razlika med Mycoplasma mycoides Capri, ki jo najdemo v naravi, in bakterijo nastalo na koncu opisanih štirih korakov, je samo dodan podpis avtorjev.

Mirno lahko zaključimo, da na bakteriji ni nič sintetičnega in da v raziskavi ni bilo ustvarjeno nobeno sintetično življenje. Mogoče bi lahko bil rekli, da so naredili sintetičen genom, ampak tudi to je malo za lase privlečeno. Že res, da je DNA v bakteriji bila ustvarjena kemično na naših strojih in ne s celično biološko mašinerijo, ampak načina sinteze se v končnem izdelku ne pozna. DNA, umetno narejena ali ne, je vedno samo DNA. Na isti način je voda vedno samo voda, ne glede na kemijski način po katerem je nastala.

Konkreten dosežek raziskovalne skupine je omenjen le redkokje (ne na slovenskih portalih). Precej težko je prebrati takšno količino podatkov brez da bi delali napake. Ob kemični sintezi 1.08 miljona nukleotidnih baz pa naletimo na enako oviro. Ko genom najprej preberemo in ga nato sintetiziramo obstaja možnost, da bakterijska celica ne bo delovala zaradi seštetih napak branja in sinteze. Prav zaradi izbrisa ene same nukleotidne črke na zaporedju, so raziskovalci doživeli zastoj raziskav, saj jim presaditev ni delovala, dokler napake niso izsledili.

Kar nameravajo s to bakterijo v naslednjih letih narediti, je zmanjšati število genov v genomu na najnižjo možno raven. Bakterija bi se s tem poenostavila in mogoče bila zaradi tega bolj razumljiva. Po vsem tem procesu pa bi svoje jedro bioloških procesov še vedno nujno obdržala in zato ne bila drugačna od življenja kot ga poznamo. Da bi lahko nekaj imenovali umetno življenje, bi to moralo biti izgrajeno na principih, ki se vsaj malo razlikujejo od znanega.

M. mycoides JCVI-syn1 po vsaditvi novega genoma (vir: www.jcvi.com, celotna povezava s klikom na sliko)

Odgovor na to, koliko bodo opisane nove metode prišle prav raziskovalcem, bom prepustil času. Za konec bi se raje spet vrnil na naslove časopisnih člankov, ki so v prvi vrsti sprožili to pisanje. Prav zanimivo je namreč spremljati naslove glede na oddaljenost od vira. Naslove novičkarskih člankov sem naštel že na začetku. Na strani inštituta, kjer so raziskave potekale, najdemo že bolj premišljen naslov, ki se glasi “First Self-Replicating Synthetic Bacterial Cell”. Če naslov prevedem in preoblikujem bi ta izgledal kot Prva umetna bakterijska celica zmožna samopodvajanja. Med prvo umetno bakterijsko celico in prvim umetnim življenjem je mogoče majhna razlika, vendar je zadnja besedna zveza bolj kričeča in zato uporabljana od novinarjev.

Naslov originalnega članka objavljenega v znanstveni reviji pa gre “Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome”. Tu ni napihovanja novice, v naslovu ni govora o ničemer sintetičnem, ampak le o kemični sintezi. Zaključek te objave bo zato nasprotje veličastnega naslova.

S  sprehodom od naslova do naslova smo šli prek sintetičnega življenja in sintetične bakterijske celice, nismo pa pristali niti pri sintetičnem genomu, ampak le pri kemično sintetiziranem genomu.

Jaka Kragelj

Prispevek odraža mnenje avtorja in ne nujno tudi društva.