Co si máme myslet o nových buňkách Syn3A?
Z creation.com přeložil Pavel Akrman – 04/2021. Translation granted by Creation.com – přeloženo s povolením od Creation.com.
Craig Venter
V titulcích médií opět bzučí zpráva o nově vytvořené patrně „dokonalé replikující se syntetické buňce“.1 Ta má být výsledkem společné práce Institutu J. Craiga Ventera (JCVI), Národního institutu pro standardy a technologie (NIST) a Technologického institutu (MIT) Centra pro bity a atomy v Massachusetts.2 Není proto divu, že jsme v krátké době obdrželi řadu dotazů.
Déjà vu?
Vypadá to však, že odpověď na současná tvrzení se v zásadě nijak neliší od toho, co jsem napsal o podobném tvrzení o umělém životě již před 11 lety. Jednak bylo k vytvoření této buňky nezbytně nutné obrovské množství inteligence, a také si vypůjčili spoustu informací z již existujících buněk.
Především syntetizovali genom bakterie Mycoplasma mycoides, která má 1,08 milionu párů bází (bp)3 a přibližně 985 genů.4 Provedli několik úprav k zobrazení „vodoznaku“, aby dokázali, že jde o umělý zásah. Poté implantovali tento upravený chromozom do pouzdra blízce příbuzné bakterie Mycoplasma capricolum, u které nejprve odstranili její vlastní DNA. Výsledným syntetickým organismem byla tedy bakterie Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0, nazývaná také Mycoplasma laboratorium či Synthia. Byla to pravděpodobně nejdražší buňka jiná než lidská v historii – její výroba stála 40 milionů amerických dolarů a 200 let lidského úsilí.
Nejjednodušší život?
Tehdy šlo o otázku, jak dalece jednoduchý může být život. Nejjednodušší formou života je bakterie Mycoplasma genitalium, která má 580 000 párů bází a obsahuje 482 genů. Ta byla pro model Synthia zvolena nejprve, ale příliš se nehodila pro svůj pomalý růst, takže vědci vybrali M. mycoides, která však má téměř dvojnásobný genom. (Tyto všechny organismy jsou mnohem menší než bakterie Escherichia coli, přebývající v našem tlustém střevě a které mají asi 3 000 genů. Lidé jich mají asi 30 000, z nichž každý vytváří v průměru tři proteiny,5 mimo jiné také díky spojovacímu kódu.) Takže další krokem bylo pokusit se vytvořit umělou formu života jednodušší, než je M. genitalium.
Po další usilovné práci a experimentování s tím, bez kterých genů může buňka ještě pracovat, vytvořili v roce 2016 buňku JCVI-syn3.0.6 Tato nakonec překonala rekord, protože měla pouze 531 000 bp a 473 genů. Ale je to opravdu úspěch?
Ve skutečnosti se tato buňka nemohla správně množit. Místo produkce identických dceřiných buněk se tvořily buňky velmi různých tvarů a velikostí, i když geneticky byly shodné. To ukazuje na nutnost nesmírné komplexity při dělení na dvě identické dceřiné buňky, tj. při skutečné reprodukci: jednak jde o replikaci DNA a potom také o zajištění duplikace buněčných strojů, které budou přesně umístěny v membránách těch dvou nových buněk.
Je nutná vyšší komplexnost
Vědci si tudíž uvědomili, že pojem příliš minimalistický znamená „až příliš minimalistický“7 – buňka některé z těchto vyřazených genů přece jen potřebuje! Nejprve bylo určeno sedm genů, které jsou pro správnou reprodukci do dvou identických dceřiných buněk nezbytné. Ale jaká je jejich skutečná funkce, to se podařilo zjistit jen u dvou z nich; co dělá těch ostatních pět se kromě toho, že jsou nezbytné, neví nic.
Časosběrné video zobrazující buňky syntetického organismu JCVI-syn3A rostoucí a dělící se pod světelným mikroskopem; z výzkumné spolupráce Institutu J. Craiga Ventera (JCVI), Národního institutu pro standardy a technologie (NIST) a Technologického institutu (MIT) Centra pro bity a atomy v Massachusetts. Měřítko představuje 50 mikrometrů. Kredit: E. Strychalski/NIST a J. Pelletier/MIT
Vědci nakonec do JCVI-syn3.0 vrátili 19 genů a vytvořili tak novou buňku nazvanou JCVI-syn3A. Tato produkovala již poněkud vyrovnanější dceřiné buňky.
Přesto však je i tato nová buňka popisována jako „chatrná … mohou ji roztrhnout i velmi drobné síly.“ Několik spoluautorů tedy navrhlo tzv. „mikrofluidní chemostat“ – neboli jakési mini akvárium“, v němž budou buňky chráněny a bude je možné pozorovat při dělení.
Dobrá věda
Proč se vědci tolik lopotí? Dobré důvody k tomu jsou jak z pohledu „čisté“, tak i „aplikované“ vědy. Jediným hlediskem je zjištění, jak život funguje na té nejzákladnější úrovni. Elizabeth Strychalski, spoluautorka a vedoucí skupiny NIST pro buněčné inženýrství k tomu uvedla:
Chceme pochopit základní pravidla designu života. Pokud nám tato buňka pomůže tato pravidla objevit a porozumět jim, pak jsme se dostali do hry.
Jakmile jednou zjistíme, jak život funguje, můžeme pak buňky připravovat na úrovni aplikované vědy pro pomoc lidstvu:
Identifikace těchto genů je důležitým krokem směrem k inženýrství syntetických buněk, které využijeme pro dobré věci. Takové buňky mohou fungovat jako malé továrny, vyrábějící léky, potraviny a paliva; mohou detekovat nemoci a vyrábět léky na jejich léčbu, přičemž žijí uvnitř těla; a mohou také fungovat jako malé počítače.
Jak ale řekla Dr. Strychalski, ještě je mnohé, čemu se musíme naučit: „Život je stále ještě černou skříňkou.“ Snažit se zjistit, jak funguje život je dílo jistě chvályhodné. Z biblického pohledu to dokonce má být součástí Dominion mandátu (Božského nařízení) v Genesis 1:28, které bylo motivací pro většinu zakladatelů moderní vědy.
Důsledky pro chemickou evoluci („abiogenezi“)
Jak bylo již dříve zdůrazněno, syntetický život vůbec neznamená důkaz, že by život mohl vzniknout v prvotní polévce bez inteligence. Ve skutečnosti se po celá léta snažily o úspěch v této práci týmy inteligentních vědců. A tato práce nakonec ukazuje, že pro minimální život je zapotřebí více genů, než se před 10 lety myslelo.
Nyní je ten počet asi tak vysoký jako má ten nejjednodušší přirozeně se vyskytující druh živého organismu, tedy Mycoplasma. Ale tento typ bakterie nemá žádnou buněčnou stěnu. Tudíž může přežít jen parazitováním na složitějších organismech, které jí poskytnou mnoho živin, protože ona sama si je nedokáže vyrobit. Bakterie Mycoplasma mohou například infikovat urogenitální trakt a plíce lidí. Ve skutečnosti se to jeví tak, že Mycoplasma nejspíš vznikla ztrátou genetické informace, což jí učinilo závislou na svém hostiteli.8
A tato „chatrná“ syntetická buňka se dokonce jeví být ještě méně odolnou, než je Mycoplasma. Ta určitě nevypadá jako něco, co by v prvotní polévce dlouho vydrželo – i kdyby se jí předtím nakrásně podařilo nějak vzniknout.
Ne věda vs. náboženství, ale věda vs. věda
Tato debata ve skutečnosti není o sporu mezi vědou v náboženstvím, ale je střetem náboženství teismu s naturalismem a vědou interpretovanou k jeho podpoře. Naši kritici nás často chybně obviňují z „boha mezer“ a jakési argumentace z neznalosti. Tedy čím více bude věda postupovat, tím méně bude „bílých míst“ a tedy i méně místa pro Boha. Ve skutečnosti však jen argumentujeme tím, co už víme o chemii, biologii a informační teorii. Pravda je taková, že naopak naši oponenti se uchylují k „naturalismu mezer“ a zoufale doufají, že jednou bude možné vytvořit realizovatelný příběh naturalistického původu.
Tato nejnovější práce je pouze jedním z mnoha příkladů pokroku vědy a pro naturalismus odkrývá více problémů, než jich řeší. Jinými slovy, ta „mezera“, kterou nám kritici připisují že se na ni spoléháme, se naopak neustále zvětšuje, nikoli zmenšuje. V tomto konkrétním případě si nakonec uvědomili, že i ty domněle zbytečné geny jsou nezbytné. Pokrok ve vědě jen ukazuje, jak komplexní musí být i ten „nejjednodušší“ život, a je tudíž daleko nad veškeré možnosti dosáhnout ho pomocí neřízené chemie.
Odkazy a poznámky
- Lanese, N., Scientists built a perfectly self-replicating synthetic cell, livescience.com, 30 Mar 2021.
- Pelletier, J.F. and 11 others, Genetic requirements for cell division in a genomically minimal cell, Cell, published online 29 Mar 2021 | doi:10.1016/j.cell.2021.03.008.
- Gibson, D.G. and 23 others, Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome, Science 329(5987):52-56, 2 Jul 2010 | doi:10.1126/science.1190719.
- Westberg, J. and 7 others, The genome sequence of Mycoplasma mycoides subsp. mycoides SC type strain PG1T, the causative agent of contagious bovine pleuropneumonia (CBPP), Genome Research 14(2):221–227, Feb 2004 | doi:10.1101/gr.1673304.
- Human Genome Project FAQ, genome.gov, accessed 8 Apr 2021.
- Hutchison, C.A. III and 22 others, Design and synthesis of a minimal bacterial genome, Science 351(6280):aad625325, Mar 2016 | doi:10.1126/science.aad6253.
- NIST, Scientists create simple synthetic cell that grows and divides normally: New findings shed light on mechanisms controlling the most basic processes of life, nist.gov, 29 Mar 2021.
- Wood, T.C., Genome decay in the Mycoplasmas,Acts & Facts 30(10), Oct 2001; icr.org.
Re: JHK – Vlasta „Tzn. evolucionista klidně může říci naprosto bez problému – že život je design“ 🙂 No, moc klidný by přitom neměl být – tedy alespoň ne v době, kdy ještě není totálně „přemazán“ význam slova design (k tomu ale i tak dříve či později dojde). Každý kovaný evolučník by se měl osypat vyrážkou při pomyšlení, že evoluce byla nějak plánovaně řízena 🙂 Nicméně já jsem si prošel zběžně pár přednášek té jinak milé mladé dámy Elizabeth, a dle mého názoru patří mezi ty zatím příliš nezkažené evolucionisty… Číst vice »
RE:- Pavel Akrman – pozor na to, co evolucionisté všeobecně používají za slovník. Dle mého to – Chceme pochopit základní pravidla designu života. Pokud nám tato buňka pomůže tato pravidla objevit a porozumět jim, pak jsme se dostali do hry. – je potřeba vnímat v kontextu evoluce. Tzn. evolucionista klidně může říci naprosto bez problému – že život je design. Dle mého tím spíše myslí – že „evoluce je onen design“. Neviděl bych v tom zatím více – než pokud by došlo k jasnějšímu sdělení – že např. „toto nemůže… Číst vice »
„“Po další usilovné práci a experimentování s tím, bez kterých genů může buňka ještě pracovat, vytvořili v roce 2016 buňku JCVI-syn3.0.6 Tato nakonec překonala rekord, protože měla pouze 531 000 bp a 473 genů. Ale je to opravdu úspěch? Ve skutečnosti se tato buňka nemohla správně množit. Místo produkce identických dceřiných buněk se tvořily buňky velmi různých tvarů a velikostí, i když geneticky byly shodné. To ukazuje na nutnost nesmírné komplexity při dělení na dvě identické dceřiné buňky, tj. při skutečné reprodukci: jednak jde o replikaci DNA a potom také o zajištění duplikace… Číst vice »
„“Vypadá to však, že odpověď na současná tvrzení se v zásadě nijak neliší od toho, co jsem napsal o podobném tvrzení o umělém životě již před 11 lety. Jednak bylo k vytvoření této buňky nezbytně nutné obrovské množství inteligence, a také si vypůjčili spoustu informací z již existujících buněk.““ – já to vidím již v tomto prvním tvrzení – tu jednu z nejpodstatnějších vět co se týče kreacionismu. Jakožto kreacionista nemohu zastávat samovolnost tehdy, když je něčeho účastna inteligence. I kdyby se měla jen koukat.
Myslím, že klíčovou větou tohoto článku je vyjádření evoluční bioložky Elizabeth Strychalski:
— to vypadá, že jí to buď „uklouzlo“ nebo zkrátka už ani ona vnitřně nevěří v ono samovolné „obživnutí“ prachu a kamení polévaného pravěkou vodou, vyhřívaného na raném sluníčku za vydatného bombardování hromy a blesky.