I přes nedávná tvrzení mluví DNA Hachimoji proti evoluci

Matthew Cserhati, Robert Carter

Z creation.com přeložil Jakob Haver – 03/2019. Translation granted by Creation.com – přeloženo s povolením od Creation.com. Na úvodním obrázku je Dr. Steven Benner hostem pořadu České televizie Hydepark civilizace.

Titulky zněly odvážně:

• „Zdvojnásobení abecedy života o čtyři nová písmena DNA“ (Nature)¹
• „Vědci úspěšně zdvojnásobili abecedu DNA“ (The Smithsonian)²
• „DNA dostává novou – a větší – genetickou abecedu“ (The New York Times)³
• „Syntetické zdvojnásobení abecedy DNA naznačuje, že na pozemském životě není nic zázračného“ (The Genetic Literacy Project)⁴

Výzkumná skupina vedená Dr. Stevenem Bennerem z Nadace pro aplikovaný molekulární vývoj (FAME)⁵ v Alachua na Floridě vytvořila čtyři další písmena DNA. Svou práci nedávno publikovali v prestižním časopise Science,⁶ a jak jsme již viděli, způsobili tím příval „tweetů“ a zpětných reakcí. Úpravou struktury již existujících čtyř bází – adeninu (A), cytosinu (C), guaninu (G) a thyminu (T) – rozšířili genetickou abecedu ze čtyř na osm písmen. Dva další páry písmen obsahují ‘S’ a ‘B’ a ‘P’ a ‘Z’. Výzkumníci pojmenovali výslednou osmimístnou abecedu „Hachimoji“, což je japonský výraz pro „osm“ a „písmeno“.

Ale Bennerův tým jen upravil molekulární strukturu již existujících čtyř bází. P a B jsou obdobou purinu (podobají se A a G), zatímco S a Z jsou obdobou pyrimidinu (podobají se C a T). Dva nové páry bází se také párují se třemi vazbami vodíku, které jsou obdobné způsobu vzájemných vazeb C a G, pokud jsou umístěny na komplementárních vláknech dvojité šroubovice DNA proti sobě (obrázek 1).

Obrázek 1.

Obrázek 1: Molekulární struktura osmi bází tzv. DNA ‘Hachimoji’⁶

Tyto čtyři nové nukleotidy jsou sice zajímavé, ale opravdu inovativní nejsou. A co pár bází se čtyřmi vazbami vodíku? Nebo struktura na bázi steroidu, jako je progesteron či testosteron? Ne, oni nevytvořili úplně nové struktury jako jsou tyto, protože lidem jde lépe kopírování a úpravy již existujících věcí než vynalézání něčeho zcela nového. Konečně celá jejich práce svědčí o tom, kolik do návrhu nějaké nové „věci“ museli vložit přemýšlení. Navzdory titulkům to hovoří proti naturalistické evoluci.

Některé titulky jsou také dosti zavádějící. Neopatrný čtenář by si mohl myslet, že v živých organismech byly založeny čtyři nové báze. To ale není pravda. Poněkud opatrnější čtenář může dojít k závěru, že vědci vytvořili funkční prototyp, kde živé buňky aktivně vytvářejí proteiny s použitím modifikované DNA nebo že mohou během svého růstu a dělení upravenou DNA replikovat. Ale to také není pravda. Nicméně v tomto směru byly učiněny velké kroky a my toho nakonec můžeme dosáhnout.

Podobné myšlenky jako jsou tyto, se ve vědeckých laboratořích probíraly již několik desetiletí. Ve skutečnosti tu nejde o nic jiného, než že vědci vynaložili na zajímavé výzvy a problémy spoustu inteligence. Jediné, co udělali je zjištění, že v sekvenci DNA mohou nahradit chemikálie jinými než A, T, C nebo G. To je sice zajímavé, ale nemohou říci, jak snadné by bylo získání čtyř alternativních bází v přírodě, jak by mohly být (pokud to vůbec lze) integrovány do buněčné biochemie, nebo zda by tu byla či nebyla nějaká skrytá daň za používání těchto nových písmen nad ta čtyři původní, která se používají dnes ve všem živém na Zemi.

Skutečnost, že vědci někde v nějaké laboratoři syntetizovali abecedu DNA s osmi písmeny je skvělé, ale co to přináší konkrétně evoluci? Osmipísmenná abeceda může kódovat geny, ale to ve skutečnosti nemluví o evoluci. Jediné, co jsme se dověděli je zjištění, že můžeme mít složitější abecedu DNA. Ale ta velká otázka zůstává nezodpovězena: jak tento systém vznikl úplně poprvé. Dokonce i sám Benner v tiskové zprávě upozornil, že osmipísmenná abeceda DNA není „umělý život“, a že bez stálého přísunu stavebních bloků a proteinů rukou vědce by nový typ DNA nemohl existovat.⁷

Kvůli argumentaci tedy na chvíli připusťme, že osmipísmenná abeceda DNA vznikla evolucí. V současném systému existuje 64 (4x4x4) 3písmenných kodonů. Za předpokladu, že stále máme 3písmenné kodony a několik stopkodonů by to znamenalo, že budeme potřebovat přibližně 512 (8x8x8) molekul tRNA, z nichž každá má svůj vlastní 3písmenný antikodon a nese jednu z 20 aminokyselin, používaných ve všech živých buňkách. Pro nesení tolika genů tRNA bychom museli genomy živých organismů rozšířit – a většina druhů má více kopií každého genu tRNA. Jen lidský genom má asi 20 800 genů, včetně téměř 500 genů tRNA (2,4 % všech genů). Existuje pouze 61 různých genů tRNA, což znamená, že každý gen má v průměru více než 8 kopií. Náš 8písmenný DNA systém by vyžadoval přidání asi 4 000 genů tRNA (což by pak činilo 18 % všech genů).

Problémem však není jen velikost genomu. Závažnou překážkou se okamžitě stává také opravný systém DNA. V současné době existuje reparačních systémů DNA v živých buňkách více, přičemž každý typ opravného systému je navržen tak, aby pracoval na svém konkrétním druhu problému (např. přerušení dvojvlákna, jednořetězcové zlomy, deaminace cytosinu atd.). Naše opravné systémy DNA jsou ale i tak již dost problematické: jsou již porušené a to vede časem k hromadění mutací. V osmibázovém systému by reparační systémy DNA musely být mnohem komplexnější, a proto by byla možnost nevhodných kombinací či jiného druhu mutace mnohem vyšší. To by vedlo k urychlení mutačního kolapsu. A složitější opravné mechanismy DNA by vyžadovaly mnohem více proteinů, aby se vypořádaly s opravami DNA po mutaci. To by vyžadovalo ještě další rozšíření genomu. Prakticky se dá říci, že abeceda DNA s 8–12 písmeny by pro organismus byla extrémně škodlivá.

Na druhé straně tu máme čtyři již existující písmena A, C, G a T abecedy DNA, Bohem optimálně navržená tak, aby kódovaly 20 aminokyselin, které již od samého počátku kódují exponenciálně velký počet možných proteinů. S 20 aminokyselinami můžeme teoreticky vytvořit 20¹⁰⁰ možných proteinů o délce 100 aminokyselin (a ty jsou pro biologický protein velmi krátké). Vědci odhadují, že ve vesmíru je jen 10⁸⁰ atomů. To znamená, že existuje více možných proteinů, než je počet atomů ve vesmíru. Takže i s menší abecedou tu máme již dostatek rozmanitosti.

Navzdory těmto nesnázím evolucionisté spekulují, že větší abeceda DNA by mohla vzniknout na jiných planetách, což by umožnilo rozmanitější formy života. Ale „větší“ dělá život jen více komplikovanějším, a tak se vývoj těchto forem života stává tím více nepravděpodobným.

Vědci také zlehčují původ informací uložených v DNA:

„Schopnost ukládat informace není pro evoluci příliš zajímavá,“ říká Benner. „Pro nás je důležité umět přenést tyto informace do molekuly, aby podle nich něco dělala.“¹

Ale zde je to klíčové, co autor dokumentu zcela přehlíží – totiž obří problém kuřete a vejce, kterému stojí tváří v tvář. Nejsou to jen nukleotidy, které musí vzniknout přirozeným způsobem, a u nichž musí probíhat spontánní polymerizace, ale bez předem stanoveného souboru instrukcí, podle nichž kódování probíhá, je molekula DNA k ničemu. Jak říká Dr. John Sanford v knize Achillovy paty evoluce:

„Život není založen na biochemických látkách. Můžete mít k dispozici všechny možné biochemikálie, ty vám ale nedají život. Můžete mít všechny aminokyseliny, na jaké si jen vzpomenete. Můžete mít všechny existující proteiny. Můžete do této „polévky“ přidat RNA a také DNA. Můžete do „polévky“ přidat dokonce i membrány. Ale to vše se nikdy samo neshlukne do logicky ucelené, správně sestavené buňky. Ale i kdyby ano, stále byste nebyli ani zdaleka u vzniku života, protože jste do těchto molekul nezavedli… informace.“

Snaha vytvořit umělý život je sice poutavá, ale vyvolává také další otázky. Je to etické? A pokud ano, je možné to zvládnout? A co to přinese?

Ale čím více toto vše zkoumáme, tím je nám stále jasnější, že 1) vznik života je velmi komplikovaný, 2) vznik života je nepravděpodobný a 3) k vytvoření něčeho takového (jako je život), a co je tolik odlišné od přírody (náhodné chemikálie), je nutné mnoho inteligence.

Odkazy a poznámky

1. Warren, M., Four new DNA letters double life’s alphabet, Nature 566(436), 2019 | doi: 10.1038/d41586-019-00650-8.
2. Thulin, L., Scientists successfully double the DNA alphabet smithsonianmag.com/smart-news/scientists-just-doubled-number-letters-dna-alphabet-180971552/, 25 February 2019.
3. Zimmer, C., DNA gets a new – and bigger – genetic alphabet, nytimes.com/2019/02/21/science/dna-hachimoji-genetic-alphabet.html, 21 February 2019.
4. Anonymous, Synthetic doubling of life’s DNA alphabet suggests there’s nothing ‘magical’ about life on Earth, geneticliteracyproject.org/2019/02/26/synthetic-doubling-of-lifes-dna-alphabet-suggests-theres-nothing-magical-about-life-on-earth/, undated.
5. The Foundation for Applied Molecular Evolution is also associated with the for-profit Firebird Biomolecular Sciences. While they have been in operation for a number of years, little information about them is available on their respective websites. There is nothing wrong, per se, with a for-profit company publishing scientific papers, but let the reader understand that they do have a commercial interest in the publication and promotion of their results. All of this attention was ‘good for business’.
6. Hoshika, S. et al., Hachimoji DNA and RNA: a genetic system with eight building blocks, Science 363(6429):884–887, 2019 | doi:10.1126/science.aat0971.
7. Foundation for Applied Molecular Evolution. (2019, February, 21). A Synthetic DNA Built from Eight Building Blocks [Press Release]. Retrieved from ffame.org/downloads/Hachimoji_PressRelease_FfAME_20190221.pdf.