Per ketverius karo metus sunkiaisiais metalais ir kitomis cheminėmis medžiagomis buvo užteršta daugiau nei 800 kvadratinių kilometrų Ukrainos teritorijos. Įsivaizduokite scenarijų: konfliktui pasibaigus, žemė, kuri kitu atveju liktų amžiams apleista, išvaloma, o teršalai dar ir paverčiami naudingaisiais ištekliais. Skamba kaip fantazija? Sintetinės biologijos mokslininkas iš Ispanijos dr. Victoras de Lorenzo LRT.lt sako, kad tai padaryti galėtų ypatingai užprogramuotos bakterijos. Jis pabrėžia – kitų būdų išvalyti dirvą šiandien nėra.
Jau daug metų biologijos mokslas vystosi į labiau molekulinį. 1970-aisiais atsirado pirmosios technologijos, kurios leido sujungti kelių rūšių genus arba įterpti juos į naujus šeimininkus. Tai – genų inžinerijos eros pradžia. Ši era šiandien leidžia mums kurti genetiškai modifikuotus ir redaguotus organizmus.
Tačiau žodis „inžinerija“ čia labiau kaip metafora.
Ankstyvaisiais 2000-aisiais mokslo pasaulyje atsirado sąvoka „sintetinė biologija“ ir žodis „inžinerija“ iš tiesų įgavo kūną, nes bakterijos ir biologinės sistemos pradėtus tobulinti pasitelkus panašias inžinerijos perspektyvas ir koncepcijas, kurias naudoja, pavyzdžiui, „Airbus“ ar „Apple“ inžinieriai.
Sintetinė biologija – tarsi naujas lygis biologijos moksle, nes specialistai gali dirbti su tūkstančiais genų ir kitų ląstelės komponentų vienu metu. Įdomu tai, kad nebūtina kurti naujų baltymų ar genų, galima tiesiog racionaliai pertvarkyti gamtoje jau egzistuojančias molekules ir jų veikimo mechanizmus taip, kad šie nauji deriniai suteiktų bakterijoms naujų savybių, naudingų medicinai ar žemės ūkiui, šalinant aplinkos taršą.
Dr. Victoras de Lorenzo sako, kad po 10 metų sintetinė biologija pakeis daugelį sričių. Kalbant apie mediciną, žmonių organizmuose gyvens bakterijos, kurios pačios vertins jo būklę ir spręs sveikatos problemas, pavyzdžiui, nustačiusios mažesnį insulino kiekį, pagamins reikiamą vaistą. Tuo metu žemės ūkyje nebenaudosime tiek daug trąšų, nes, pavyzdžiui, iš aplinkos azotą sugebančios surinkti bakterijos taps savotiškomis trąšomis. Be to, bakterijos padės išvalyti po karo ar kitokių aplinkosaugos krizių nuniokotą žemę.
„Mano ambicija būtų, kad mes iš tikrųjų pripažintume faktą, jog bakterijų išleidimas į aplinką nėra svetimų įsibrovėlių įvedimas į gamtą“, – teigia mokslininkas ir priduria, kad čia galėtų padėti terminologijos pokyčiai. Jis siūlo į sintetinę biologiją žiūrėti kaip į domestikaciją arba bakterijų prijaukinimą.
„Juk mes nekuriame bakterijų, mes jas domestikuojame (prijaukiname). Turime daug laukinių gyvūnų (apie 20 rūšių), kuriuos mes tarsi domestikavome. Taigi, galbūt galime domestikuoti apie 20 bakterijų rūšių geriems tikslams?“ – svarsto mokslininkas.
Kovą Vilniuje vyko tarptautinė gyvybės mokslų konferencija „The COINS 2026“. Jos metu LRT.lt plačiau pasikalbėjo su dr. V. de Lorenzo apie sintetinės biologijos taikymus, ypač siekiant išvalyti karo nualintą žemę.
STRAIPSNIS TRUMPAI
- Sintetinė biologija – tarsi naujas lygis biologijos moksle, nes specialistai gali perprogramuoti tūkstančius genų ir kitų ląstelės komponentų vienu metu.
- Anot Victoro de Lorenzo, nėra daug technologijų be sintetinės biologijos, kurios galėtų išvalyti užterštą Ukrainos žemę.
- Perprogramuotos bakterijos gali pakeisti sunkiųjų metalų cheminę formą arba juos imobilizuoti dirvoje.
- V. de Lorenzo sukūrė bakterijas, kurios sugeba aptikti priešpėstines minas.
- Perprogramuotas bakterijas mėginama pritaikyti ir medicinoje. Ateityje jos žmogaus organizme galėtų surasti vėžines ląsteles ir tiesiogiai į jas sušvirkšti vaisto.
– Kaip susidomėjote sintetine biologija? Kai pradėjote mokslinę karjerą, ar kada galvojote, kad galėsite perprogramuoti mikroorganizmus ir juos pritaikyti savo reikmėms?
– Man visada buvo įdomu, kokiu mastu šiuolaikinė biologija galėtų padėti aplinkai. Nuo pat pradžių mane domino, kiek dar mes iš tiesų galime pagilinti žinias apie biologines sistemas, sukauptas nuo DNR ir molekulinės biologijos laikų. Ir kaip galime tai pritaikyti kuriant aplinkai naudingas technologijas. Tai veikla, kuria užsiimu jau ilgą laiką, beveik visą savo gyvenimą, tačiau ji patyrė pakilimų ir nuosmukių.
Taigi, labai svarbus pakilimas buvo 20 a. devintojo dešimtmečio pabaigoje, kai visame pasaulyje vyravo tai, ką galima pavadinti „žaliosios savimonės“ atsiradimu.
Šiandien visi laiko savaime suprantamu dalyku, kad vyksta klimato kaita, kad reikia rūpintis atliekų perdirbimu ir panašiai, bet prieš 30 ar 40 metų taip nebuvo. Tuo metu žmonės manė, kad aplinka yra savaime suprantamas dalykas, dėl kurio nereikia jaudintis. Tačiau devintojo dešimtmečio viduryje ir jo pabaigoje ėmė augti sąmoningumas, daugeliu atvejų paskatintas nelaimingų atsitikimų, kurie turėjo tikrai blogą poveikį aplinkai. Be to, didėjo supratimas, kad turime kažką dėl to daryti.
– Kokie tie nelaimingi atsitikimai?
– Pavyzdžiui, devintajame dešimtmetyje prie Aliaskos krantų įvyko didžiulis naftos išsiliejimas – „Exxon Valdez“ avarija. Pirmą kartą pasirodė nuotraukos, kuriose – nafta padengti paukščiai ir nuniokoti paplūdimiai. Tai padarė didelį poveikį visuomenei.
Tuo pačiu metu Indijoje, Bopale, įvyko avarija, per kurią iš chemijos gamyklos į aplinką pateko didelis kiekis toksinių junginių. Vėlgi nuotraukose matyti visiškai nuniokotos vietovės.
Taigi, du pavyzdžiai, sukėlę visuomenės susidomėjimą ir didėjantį supratimą, kad mes darome tikrai blogą poveikį aplinkai ir kad negalime toliau nieko nedaryti.
Be to, tuo pačiu metu prasidėjo genų inžinerijos era. Daugelis mokslininkų sakė: „Žinote, mes darome žalą aplinkai, bet turime priemonių ją ištaisyti; galime naudoti genų technologijas, kad pagerintume, pavyzdžiui, kai kurių mikroorganizmų gebėjimą skaidyti toksinius junginius – ne tik naftos, bet ir visų kitų rūšių toksinius junginius, kuriuos išmetame kaip pramonines atliekas. Galime pagerinti žemės ūkį. Galime pakeisti chemines trąšas biologinėmis alternatyvomis.“
Taigi devintojo dešimtmečio pabaigoje ir dešimtojo dešimtmečio pradžioje atrodė, kad genų technologijos išspręs daugelį problemų, kurias patys sukūrėme.
Tačiau vėliau įvyko dvi pagrindinės permainos. Pirma, pažadai nebuvo išpildyti laiku. Taigi susidomėjimas nevirto dideliais sėkmės pavyzdžiais. Antra, ginčijantis dėl genetiškai modifikuoto maisto, visuomenė pradėjo labai nenoriai priimti sprendimus, susijusius su biologinių sistemų genetiniais pakeitimais.
Tai reiškė, kad idėja naudoti genų technologijas, pavyzdžiui, aplinkos valymo agentams kurti, tarsi atsidūrė aklavietėje. Tokia situacija buvo iki pat dešimtojo dešimtmečio pabaigos ir vėliau.
Tada staiga atsirado naujos idėjos apie sintetinę biologiją. Tai įvyko tuo metu, kai buvo sukaupta daug daugiau žinių ir duomenų apie ekologiją ir klimatą, klimato kaitos realybę, (...) ir aplinkos problemoms spręsti reikėjo naujų įrankių. (...)
– Jūsų Aplinkos sintetinės biologijos laboratorija, veikianti Ispanijos nacionaliniame biotechnologijos centre, dirba trimis kryptimis: cheminių medžiagų aptikimas, bioremediacija (žemės valymas nuo teršalų) ir chemikalų pavertimas naudingaisiais ištekliais. Kurioms cheminėms atliekoms šiuo metu skiriate pirmenybę?
– Jau ilgą laiką dirbu su toluenu ir kai kuriais kitais naftos komponentais. Bet turiu pasakyti, kad per pastaruosius ketverius ar penkerius metus labai susidomėjome sprogmenų likučių tyrimais. (...) Mus labai domina (...) tai, kaip galime pasitelkti sintetinę biologiją bei pažangią biotechnologiją tam, kad išvalytume ir atkurtume žemes, kurios buvo nuniokotos ir paverstos netinkamomis naudoti dėl ginkluotų konfliktų.
– Pasak Ukrainos ekonomikos viceministro Ihorio Bezkaravainio, per ketverius karo metus buvo užteršta daugiau nei 800 kvadratinių kilometrų Ukrainos teritorijos. Mėginius paėmę mokslininkai juose aptiko kadmio, kobalto, vario, cinko, nikelio ir švino. Ar sintetinė biologija galėtų padėti išvalyti dirvą pasibaigus karui?
– Tikrai padėtų. Tačiau pasakysiu kai ką daugiau: jei nenaudosime sintetinės biologijos, nėra daug kitų technologijų, kurios galėtų atlikti šį darbą. Kadangi bakterijos gali pačios daugintis, jas galima gaminti dideliais kiekiais. Jos gali būti naudojamos plačiai teršalais užterštai teritorijai apdoroti, nesvarbu, ar tai būtų metalai, ar tiesiog nitroaromatiniai junginiai, ar HNS, ar RDX – yra visa eilė sprogstamųjų medžiagų, kurios smarkiai teršia dirvožemį.
Manau, sintetinė biologija gali pasiūlyti unikalius sintetinės biologijos agentus, kurie galėtų pašalinti šios rūšies taršą. Tai viena iš galimybių. Kita galimybė ekonominiu požiūriu gali skambėti dar geriau. Galima sukurti bakterijas ne tik teršalams naikinti, bet ir paversti juos vertinga medžiaga.
(...) Arba galima naudoti bakterijas metalams išgauti. Daugeliu atvejų šie sprogmenys turi retųjų metalų, kurių paklausa įvairioms reikmėms yra didelė. Taigi yra ir galimybė netgi suteikti pridėtinę vertę teršalams, kurie dabar yra labai žalingi, nuodams, kurie niokoja žemę ir daro ją netinkamą žemės ūkiui.
Mano nuomone, iš tiesų vienas didžiausių iššūkių arba galbūt viena didžiausių galimybių parodyti visuomenei genetinės inžinerijos vertę yra galbūt – nekalbant apie maistą, nes tai visiškai kita istorija, – parodyti, kad laboratorijoje sukurti agentai gali pašalinti karo padarinius. (...)
– Kas bus, jei nesugebėsime išvalyti karo nuniokotos žemės? Ar ji gali pati per tam tikrą laiką išsivalyti? Ar visgi šie žemės plotai jau niekada nebebus tinkami žemės ūkiui?
– Prancūzijoje yra didelių žemės plotų, kuriuose glūdi Pirmojo pasaulinio karo palikimas – tarša. Pavyzdžiui, Verdene vyko itin intensyvūs mūšiai ir ten yra ištisas regionas, į kurį vis dar pavojinga eiti ne tik dėl nesprogusių sprogmenų, bet ir dėl to, kad žemė yra užteršta sprogmenų cheminėmis medžiagomis.
Šis Pirmojo pasaulinio karo palikimas ten yra todėl, kad niekas nieko dėl to nedarė. Taigi, jei nieko nedarysi, niekas ir nepasikeis. (...)
– Dabar dėl klimato kaitos sulaukiame vis daugiau ekstremalių reiškinių. Ar, pavyzdžiui, stiprūs lietūs per atitinkamą laikotarpį negalėtų išplauti kenksmingų medžiagų iš dirvožemio?
– Aplinkosaugos problemų srityje egzistuoja angliška sąvoka „natural attenuation“. Tai reiškia, kad viskas paliekama taip, kaip yra, nieko nedarant, tikintis, jog pati gamta išspręs problemą. Kai kuriais atvejais tai iš tiesų veikia, bet viskas priklauso nuo molekulės sudėtingumo.
Pavyzdžiui, naftos išsiliejimas yra labai dramatiškas: matai tuos nafta aptaškytus paukščius ir didelę juodą masę [vandenyje arba dirvožiemyje]. Bet kai ką pasakysiu jums: tarša nafta nėra blogiausias taršos tipas. Nafta yra cheminių medžiagų mišinys, tačiau šios cheminės medžiagos gamtoje yra jau milijonus metų. Tai reiškia, kad bakterijos jau turėjo pakankamai laiko išvystyti jų skaidymo mechanizmus. Taigi daugeliu atvejų jūs esate teisi – pavyzdžiui, gamtoje išsiliejus naftai, galiausiai problema gali savaime išsispręsti.
(…) Problema su neseniai atsiradusiomis cheminėmis medžiagomis yra ta, kad jų cheminė struktūra gamtoje anksčiau niekada neegzistavo. Todėl bakterijos neturėjo pakankamai laiko evoliucionuoti, kad išmoktų ir ištobulintų būdus, kaip jas skaidyti. Jei palauksime milijoną metų, tikriausiai jos ras sprendimą. Bet ar mes norime laukti milijoną metų? (...)
– Pakalbėkime apie sunkiuosius metalus, kurie gamtoje keliauja mitybos grandinėmis ir galiausiai pasiekia tuos, kurie jais ir teršia gamtą, – žmones. Ar yra žinoma natūraliai egzistuojančių bakterijų, kurios gali skaidyti sunkiuosius metalus arba paversti juos mažiau toksiškomis formomis?
– Su sunkiaisiais metalais yra kitaip, nes metalų neįmanoma suskaidyti. Jie visada liks. Tačiau yra dvi galimybės, ką galime padaryti, ir abi jos taip pat yra sintetinės biologijos akiratyje.
Viena galimybė – pakeisti cheminę metalo formą. (...) Pateiksiu pavyzdį. Arsenas yra nuodas, ir daugelyje vietų yra arseno tarša. Arsenas pasitaiko arsenato arba arsenito pavidalu. Vienas yra labai toksiškas, kitas – kur kas mažiau toksiškas.
Jei arseną sujungiate su metilo grupe [vieną anglies ir tris vandenilio atomus turintis junginys – LRT], gaunate metilintą jo formą, kuri taip pat yra mažiau toksiška. Taigi viena iš galimybių – panaudoti bakterijas. Mes šia kryptimi jau šiek tiek dirbome. Pavyzdžiui, sukūrėme bakterijas, kurios sugeba metilinti arseną. Įterpus šias bakterijas į dirvą, arsenatas paverčiamas kur kas mažiau toksišku junginiu. Taigi, tai viena iš galimybių.
Kita – imobilizacija. Metalų negalima sunaikinti, bet juos galima tarsi užblokuoti ir įkapsuliuoti taip, kad jie nesąveikautų su biologine aplinka.
– Bandau įsivaizduoti tą stipriai sunkiaisiais metalais užterštą Ukrainos žemę. Jei mes, kaip teigėte, neleistume metalams sąveikauti su aplinka, juk jie vis tiek liktų dirvoje. Tad ar šiuose plotuose vėl galima bus auginti maistui tinkamas žemės ūkio kultūras?
– Negalime kalbėti apibendrintai, kiekvieną atvejį turime nagrinėti atskirai. Pateiksiu jums pavyzdį. 1998 metais Ispanijoje įvyko didelis pirito [geležies mineralas – LRT] kasyklos atliekų nuotėkis. Tai buvo didelė aplinkosaugos katastrofa. Didžiuliai žemės plotai buvo užteršti sunkiaisiais metalais.
Tuo metu – šį darbą atlikome 2000-ųjų pradžioje – laboratorijoje, pasinaudodami genetinės inžinerijos metodais, sukūrėme dirvožemio bakterijas, kurios sugebėjo imobilizuoti šiuos metalus. Mes įrodėme, kad dirvožemis, į kurį buvo įterptos šios bakterijos, labai greitai atkūrė augalinę dangą, o tose vietose, į kurias nebuvo įterptos bakterijos, niekas neaugo.
Kita vertus, ar šiuos augalus vėliau galima valgyti? Nežinau, tai jau kita istorija. Tačiau bent jau žinome, kad galima atkurti žemės ūkio potencialą pasitelkus tam tikras bakterijas, kurios vietoje užblokuoja metalus. Tai yra viena iš galimybių. (...)
– Laboratorija, kuriai vadovaujate, vykdo ne vieną projektą, susijusį su sintetinės biologijos pritaikymu aplinkosaugos problemoms spręsti. Kurį šiuo metu intensyviausiai vystote?
– Šiuo metu mus domina būtent sprogmenų cheminių medžiagų skaidymas. Todėl neseniai paskelbėme straipsnį, kuriame, pasitelkdami genų inžineriją, sintetinę biologiją ir adaptyviąją evoliuciją, išvedėme tam tikras Pseudomonas genties bakterijas, kurios gali sėkmingai daugintis 2,4-dinitrotolueno (2,4-DNT) aplinkoje, – tai vienas iš sprogmenų likučių komponentų.
Todėl man būtų labai įdomu pamatyti, ar šias bakterijas galima panaudoti teritorijose, užterštose šiuo junginiu, ir ar šios bakterijos padėtų išspręsti su tokiu taršos tipu susijusias problemas. (…)
– Mane labai sudomino jūsų projektas, kuriame kuriate bakterijas kaip biologinius jutiklius, galinčius parodyti, kur žemėje užkastos dar nesprogusios priešpėstinės minos. Gal galite apie tai papasakoti daugiau? Kaip bakterijos gali „pajusti“ minas ir kaip jos perduoda žinią apie radinį žmogui?
– (...) Biologinėse sistemose yra baltymų, vadinamų transkripcijos aktyvikliais. Tai baltymai, galintys jungtis su mažomis [aplinkoje esančiomis] molekulėmis. Šio jungimosi pasekmė – tam tikro geno raiškos aktyvinimas (tarsi jo įjungimas). Taigi, mes pradėjome nuo baltymo, kuris, jau seniai žinoma, gali atpažinti tolueną. Naudodamiesi sintetinės biologijos ir šiuolaikinės molekulinės biologijos priemonėmis, įvedėme keletą pokyčių šio baltymo struktūroje, kad jis atpažintų ne tik tolueną, bet ir prieš minėtą 2,4-DNT. Tai lyg turėtumėte kišenę, kuri kažką atpažįsta, bet, naudodami šiuolaikines technologijas, pakeičiame kišenės formą, ir tada ji pradeda atpažinti kitą junginį.
Bakterijas užprogramuojame taip, kad jos pradėtų gaminti minėtą baltymą. Tada jas paskleidžiame dirvožemyje.
(...) Daugeliu atvejų priešpėstinės minos yra pagamintos iš TNT. Tačiau pramonės ir kariniams tikslams naudojamas TNT nėra 100 proc. grynas. Jame yra priemaišų, ir viena iš tų priemaišų yra 2,4-DNT. Ji yra šiek tiek laki, tai reiškia, kad šiek tiek išsiskiria pro minos apvalkalą.
2,4-DNT garai susijungia su mūsų sukurtu baltymu ir tuomet jis aktyvuoja GFP [medūzose randamas žaliai fluorescuojantis baltymas, kurio genas įterpiamas į bakteriją – LRT] raišką. Tai reiškia, kad vietoje, kur yra mina, žiūrėdama iš viršaus, matysite žalią fluorescenciją.
Šią sistemą, kurią sukūrėme prieš daugelį metų, vėliau tobulino kitos laboratorijos, pavyzdžiui, žymiai padidindamos nustatymo jautrumą, mat naudojant mūsų sistemą gaunamas signalas nėra itin stiprus. (...) Kitaip tariant, koncepcija buvo plėtojama įvairiomis kryptimis. Kiek žinau, ji nebuvo plačiai naudojama, tačiau yra labai perspektyvi.
– Ar jūsų grupė išbandė šias bakterijas karo zonose?
– Ne, mes tai darėme kontroliuojamoje aplinkoje. Tai susiję su keletu problemų, pavyzdžiui, reikia žinoti, kaip bakterijas perkelti į natūralią aplinką.
Konkrečiai mes sukūrėme produktą, kuriame šias bakterijas įdėjome į želatinos kapsules. Želatina yra tirpi vandenyje. Be to, kapsulės viduje yra tam tikrų maistinių medžiagų ir priedų mišinys, kuris padeda šioms bakterijoms veikti daug efektyviau.
– Ar manote, kad tai galėtų tapti komerciškai prieinamu produktu?
– Manau, kad dabar, kai nurimo karas Artimuosiuose Rytuose ir jei jis pasibaigs Ukrainoje, reikės daug idėjų ir technologijų žemei išvalyti.
Tokie dalykai įvyksta tada, kai jiems atsiranda rinka. (…) Biotechnologijų srityje, deja, pokyčiai įvyksta tik tada, kai kas nors iš to uždirba pinigų. Pavyzdžiui, tik jei po karo atsiranda tokios iniciatyvos ir užsakovai, kuriems patikėta užduotis išvalyti dirvožemį ar pagerinti aplinkos sąlygas, tai yra proga šioms technologijoms iš tikrųjų patekti į rinką. (...)
– Pasakykite vieną teršalą, kurį norėtumėte, kad bakterijos sugebėtų suskaidyti, tačiau šiuo metu dar negali.
– Tokių yra ne vienas. Pateiksiu keletą pavyzdžių.
Na, turime įvairių sprogmenų – ne tik TNT, bet, pavyzdžiui, ir RDX. RDX yra ypač galinga sprogstamoji medžiaga, turinti labai keistą cheminę struktūrą. Mums būtų labai įdomu atrasti bakterijas ir jas modifikuoti taip, kad jos galėtų visiškai suskaidyti šį chemikalą, paversdamos jį anglies arba azoto šaltiniu.
Kas dar gana įdomu... Viena iš didžiausių aplinkosaugos problemų, su kuriomis šiuo metu susiduriame, yra mikroteršalų plitimas. Mikroteršalai yra junginiai, pavyzdžiui, vaistai ir molekulės, turintys biologinį poveikį, kuris gali paveikti gyvus organizmus. Taigi, tikėsite ar ne, tie patys antibiotikai yra didelė problema. Mes vartojame antibiotikus, o vėliau juos išskiriame. Tačiau daugeliu atvejų jie nepraranda biologinio aktyvumo. Dar yra hormonai ir visos kitos medžiagos. Taigi manau, kad yra įdomi galimybė spręsti šių junginių problemą taip pat pasitelkiant genų inžinerijos ir sintetinės biologijos priemones.
Be to, yra viena konkreti įmonė, su kuria mes vykdome projektą, susijusį su medžiaga, vadinama diklofenaku. Taigi, diklofenakas yra priešuždegiminis vaistas. Mes visi jį naudojame kremų, tablečių pavidalu – visais įmanomais būdais. Šis junginys yra viena iš labiausiai atsparių molekulių. Tai reiškia, kad nėra bakterijų, galinčių jį suskaidyti. Jis kaupiasi vandens valymo įrenginiuose. (...) Mes bandome pritaikyti dirbtinio intelekto ir mašininio mokymosi platformas bei kitus metodus, kad galiausiai rastume gerą būdą, kaip suskaidyti šį junginį.
Bet jei norite, kad sudaryčiau sąrašą tų, kuriuos norėčiau suskaidyti, sprogmenys būtų sąrašo viršuje, ypač RDX ir HNS. Tai keistos molekulės, ir bakterijos iki šiol nesugeba su jomis susidoroti.
– Kurį laiką kalbame apie tai, kaip sintetinės biologijos įrankiai gali pasitarnauti sprendžiant aplinkosaugos problemas. Kur dar mes galime pritaikyti sintetinę biologiją?
– Viena iš didžiausių sintetinės biologijos sričių yra medicina. Mat lygiai taip pat, kaip galima kurti bakterijas aplinkos problemoms spręsti, tą pačią koncepciją ir tą pačią technologiją galima pritaikyti laboratorijoje gaminant terapines bakterijas, kurios patenka į organizmą ir daro teigiamą poveikį. Tai, pavyzdžiui, galima įsivaizduoti kaip itin veiksmingus ir gerai išdirbtus probiotikus. Kaip žinote, probiotikai yra natūralios bakterijos, bet dabar mes galime žengti dar keletą žingsnių į priekį ir sukurti nuostabias terapines bakterijas, kurios galėtų kovoti su daugybe ligų.
– Ar manote, kad žmonės sutiktų nuryti piliulę, jei žinotų, kad joje yra perprogramuotų bakterijų?
– Be abejo. Aš pats tuo neužsiimu, bet, pavyzdžiui, mūsų centre yra mokslininkų, kurie dirba su priešvėžinėmis bakterijomis, ir tai grindžiama tuo, kad navikų paviršiuje yra antigenų [paviršiaus molekulės – LRT], o bakterijos turi tam tikrą mechanizmą, leidžiantį joms įšvirkšti toksinų į ląsteles ir jas sunaikinti.
Taigi, turiu tokį kolegą, o pasaulyje yra ir kitų laboratorijų, kurios, pavyzdžiui, naudoja sintetinius metodus, kad paimtų bakteriją ir modifikuotų jos paviršių su antikūnu, jog pastarasis atpažintų naviko antigeną. (...) Vos bakterija suranda naviko ląstelę, ji įšvirkščia toksino į naviko paviršių. (...)
– Šiuo metu, kai kalbame apie sintetinę biologiją, tai visų pirma galvojame apie bakterijų perprogramavimą. Ar manote, kad ateityje sugebėsime perprogramuoti gyvūnus ar netgi žmones?
– Manau, tai galime svarstyti kaip galimybę. Tačiau nemanau, kad šiuo metu esame pasiekę tą etapą. Žinoma, tai jau visai kita tema, nes tada įžengi į labai klampius vandenis.
(...) Tačiau, pavyzdžiui, jau yra kai kurių sintetinės biologijos projektų, kuriais siekiama iš naujo susintetinti visą žmogaus genomą.
Šiandien jau turime visiškai domestikuotus augalus, su augalais galime daryti viską, ką tik norime. Su gyvūnais laboratorijoje taip pat galime daryti daug dalykų. Pavyzdžiui, norite turėti karves, kurios duotų daugiau pieno, – pakeičiate jos genomą ir sukuriate tokią karvę.
– Ar kalbate apie Billo Gateso finansuotą projektą, kurio tikslas – pagerinti Afrikoje gyvenančių karvių atsparumą karščiui ir kartu paskatinti jas duoti daugiau pieno?
– Taip. Tačiau verta paminėti, kad, kalbant apie tokius projektus, susiduriama ne su moksline problema, o su kur kas sudėtingesniu klausimu, nes čia į žaidimą įsitraukia gyvūnų teisių aktyvistai. Tai ne tik aktyvistai – manau, vis labiau įsitvirtina supratimas, kad gyvūnų negalime traktuoti kaip daiktų. Taigi susiduria įvairūs interesai, ir tai jau visai kita istorija.
Bet, pavyzdžiui, neseniai buvau konferencijoje Kalifornijos technologijos institute („Caltech“), ir mokslininkai skaitė įdomią paskaitą apie nykstančių gyvūnų išsaugojimą. Įprasčiausias atvejis yra mamutas. Tai šiek tiek beprotiška, nes svarbu atkurti ne tik rūšį, bet ir jos buveinę.
Kalifornijoje mokslininkai pateikė kitą pavyzdį. JAV gyvena mažas žinduolis – specifinės rūšies voverė. Ji vis labiau nyksta, nes yra patogenas, kuris intensyviai naikina šią rūšį. Mokslininkai nustatė, kad ši rūšis yra labai jautri patogenui, nes turi specialų receptorių, kuris jungiasi su patogeno toksinais. Taigi jie sukūrė transgeninius gyvūnus, kurių receptoriuose buvo įvesta mutacija, ir dabar šie gyvūnai yra visiškai atsparūs, pajėgūs išgyventi minėtos bakterijos sukeliamas infekcijas.
Ar tai yra gerai, ar visgi blogai? Nežinau. Manau, tai įdomi diskusija, nes yra ir visa istorija apie dvi mergaites Kinijoje, kurioms buvo suteiktas atsparumas ŽIV. Tada kilo didžiulis skandalas ir visa kita. Tas vyras buvo atleistas ir pateko į kalėjimą. Beje, jis ir vėl dirba Kinijoje.
Taigi, klausimas – kur nubrėžti ribas? Manau, tai nėra mokslinė diskusija. Tai yra kažkas, ką turi nuspręsti visuomenė. Tačiau kol aš lieku mikrobų srityje, man tai nerūpi. Manipuliuoti mikrobais nėra tas pats, kas manipuliuoti embrionais ar žmonėmis. Tai yra visiškai skirtingi dalykai. Taigi džiaugiuosi, kad dirbu šioje srityje, nes galiu tikrai matyti genetinės inžinerijos privalumus be viso to, sakykime, išsiplėtimo į labai problemiškas etines diskusijas.
