Ως δημιουργία τεχνητής ζωής παρουσιάστηκε από πολλά ΜΜΕ το τελευταίο επιστημονικό επίτευγμα του ινστιτούτου του βιολόγου - επιχειρηματία Κρεγκ Βέντερ, ένα βακτήριο στο οποίο δόθηκε το όνομα «Σύνθια» (από το συνθετική μορφή ζωής). Δικαιολογημένα γεννήθηκε σειρά ερωτημάτων: Σημαίνει ότι τώρα μπορούν να κατασκευαστούν κατά παραγγελία μορφές ζωής; Ποιος ελέγχει τη δύναμη που εμπεριέχει η δυνατότητα κατασκευής συνθετικών μορφών ζωής; Ποιος θα αποφασίσει αν θα απελευθερωθούν στο περιβάλλον συνθετικοί οργανισμοί;

Τα υλικά αυτού του δισέλιδου, προσπαθούν να παρουσιάσουν το ζήτημα στα πραγματικά του μέτρα, να δώσουν στοιχεία για τα τεκταινόμενα πίσω από τη σκηνή και ταυτόχρονα να γίνουν αφορμή για σκέψη σχετικά με τις κοινωνικές προεκτάσεις της δυνατότητας κατασκευής συνθετικής ζωής, όταν ακόμα η ανθρωπότητα βρίσκεται στον καιρό της βαρβαρότητας των εκμεταλλευτικών συστημάτων.

Το ημισυνθετικό βακτήριο Μυκοειδές μυκόπλασμα, σε αποξηραμένη μορφή, όπως φαίνεται μέσα από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο

Αν και διογκώθηκε για λόγους εντυπωσιασμού, πρόκειται πράγματι για επίτευγμα. Για πρώτη φορά κατασκευάζεται αυτόματα από μηχανή, με χρήση (μόνο τεσσάρων) χημικών αντιδραστηρίων και με βάση σχέδιο που είναι αποθηκευμένο σε έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή, ο γενετικός κώδικας που χρειάζεται για να ζήσει και να αναπαραχθεί ένας απλός μικροοργανισμός (όπως το βακτήριο που επιλέχθηκε). Εως τώρα, η γενετική μηχανική χρησιμοποιούσε διάφορες τεχνικές για την παρεμβολή ή τροποποίηση των απαραίτητων γονιδίων (συνήθως λιγότερων από 10) στο προϋπάρχον μόριο DNA ενός οργανισμού. Η νέα τεχνική δίνει μεγαλύτερη ευελιξία, ευκολία και ταχύτητα ως προς την υλοποίηση «αρχιτεκτονικών σχεδίων» για νέους οργανισμούς.

Σήμερα, η βιολογική επιστήμη δε γνωρίζει ακόμη πολλές πλευρές της αλληλεπίδρασης του γενετικού κώδικα με το υπόλοιπο κύτταρο, του γονότυπου με το φαινότυπο. Αυτό σημαίνει ότι δε χρειάζεται παρά ένα μικρό λάθος στο γενετικό κώδικα για να πάψει να είναι λειτουργικός, να οδηγήσει στο θάνατο του οργανισμού. Απέχει δε μακράν από την ικανότητα βιώσιμων καινοτόμων σχεδίων DNA, δηλαδή χωρίς να παίρνει για πρότυπο υπάρχοντες μικροοργανισμούς.

Απλουστευτική παρουσίαση της διαδικασίας δημιουργίας του «συνθετικού» μυκοπλάσματος στο Ινστιτούτο Κρεγκ Βέντερ

Η ερευνητική ομάδα του ΙΚΒ αποτύγχανε να παράγει λειτουργικό συνθετικό γονιδίωμα, μέχρι που ανέπτυξε ειδική τεχνική εντοπισμού και διόρθωσης των λαθών στα 1.078 τμήματα DNA που χρησιμοποιούσε. Τελικά το πρόβλημα εντοπίστηκε σε ένα και μόνο ζευγάρι βάσεων ενός γονιδίου, η διόρθωση του οποίου έδωσε το πρώτο βιώσιμο γονιδίωμα.

Στη συνέχεια, οι επιστήμονες μεταμόσχευσαν το συνθετικό γονιδίωμα του Μ. μυκοπλάσματος σε ένα άλλο είδος βακτηρίου, το Μυκόπλασμα capricolum. Το γονιδίωμα ενσωματώθηκε στη λειτουργία του κυττάρου υποδοχέα. Αν και 14 γονίδια εξαφανίστηκαν ή έπαψαν να λειτουργούν στους απογόνους των μεταμοσχευμένων βακτηρίων, τα βακτήρια έμοιαζαν σαν κανονικά Μ. μυκοπλάσματα και παρήγαγαν μόνο τις πρωτεΐνες του είδους τους. Το νέο είδος ονομάστηκε Μυκοειδές μυκόπλασμα JCVI-syn 1.0 και είναι απόδειξη ότι είναι δυνατή η σχεδίαση γονιδιώματος σε υπολογιστή, η χημική παρασκευή του στο εργαστήριο και η μεταμόσχευσή του σε κύτταρο υποδοχέα, δίνοντας ζωντανά κύτταρα ικανά να αναπαραχθούν.

Η επιτυχία του ΙΚΒ, που από πλευράς προβολής εισέπραξε σχεδόν εξολοκλήρου ο Βέντερ, βασίζεται σε 15 χρόνια δουλειάς των Χάμιλτον Σμιθ (συνιδρυτής του ΙΚΒ) και Κλάιντ Χάτσινσον και της πολυμελούς ερευνητικής τους ομάδας. Επόμενο στάδιο μετά τη «συνθετική» μορφή ζωής είναι η δημιουργία του ελάχιστου γονιδιώματος που θα επιτρέπει τη λειτουργία και αναπαραγωγή του βακτηρίου, με την αφαίρεση όλων των περιττών γονιδίων από το συνθετικό γονιδίωμα. Ισως μια από τις σημαντικότερες πλευρές της νέας έρευνας, όπως επισήμανε ο Χ. Σμιθ, είναι η ανάπτυξη εργαλείων και τεχνολογιών που επιτρέπουν τον τεμαχισμό του γενετικού κώδικα του βακτηριακού κυττάρου. Παρακολουθώντας τις επιπτώσεις της αφαίρεσης, προσθήκης και αντιμετάθεσης τμημάτων θα μπορέσει να γίνει πλήρως κατανοητή η λειτουργία αυτών των απλών μονοκύτταρων οργανισμών.

Στα σχέδια του ΙΚΒ, με ορίζοντα δεκαετίας, είναι η κατασκευή φυκών (άλγες) που θα απορροφούν το διοξείδιο του άνθρακα και θα το συνδυάζουν με νερό για να φτιάξουν υδρογονάνθρακες για χρήση ως καύσιμα, για τη γρηγορότερη παραγωγή εμβολίων, την παρασκευή νέων χημικών ουσιών, τροφίμων, ακόμη και την απορρύπανση περιοχών. Με άλλα λόγια, το ΙΚΒ ίσως στο μέλλον να είναι έτοιμο να προτείνει κάποιο μικροοργανισμό για να φάει στην κυριολεξία την πετρελαιοκηλίδα που θα προκαλέσει κάπου αλλού μια βυθισμένη εξέδρα άντλησης πετρελαίου. Και μετά ίσως να έχει την ίδια αποτελεσματικότητα με τη ΒP στον κόλπο του Μεξικού, προσπαθώντας να σταματήσει το μικροοργανισμό για να μη φάει όλο το πετρέλαιο του πλανήτη...

Associated Press

Οι επικεφαλής του Προγράμματος Ανθρώπινου Γονιδιώματος ανακοινώνουν την ολοκλήρωσή του, σε μια πρώτη και ατελή καταγραφή, το Φλεβάρη του 2001. Η πλήρης καταγραφή του ανθρώπινου γονιδιώματος ολοκληρώθηκε το 2003

1889 Ο Χιούγκο ντε Βρις διατυπώνει την εικασία ότι η κληρονομικότητα συγκεκριμένων χαρακτηριστικών στους οργανισμούς γίνεται με «σωματίδια» τα οποία ονομάζει γονίδια.

1905 Ο Γουίλιαμ Μπέιτσον εισάγει τον όρο γενετική.

1928 Ο Φρέντερικ Γκρίφιθ ανακαλύπτει ότι το κληρονομικό υλικό από νεκρά βακτήρια μπορεί να ενσωματωθεί σε ζωντανά βακτήρια.

1931 Γίνεται αντιληπτός ο μηχανισμός του ανασυνδυασμού του DNA.

1941 Οι Εντουαρντ Τάτουμ και Τζορτζ Μπιντλ αποδεικνύουν ότι τα γονίδια είναι ο κώδικας για την κατασκευή πρωτεϊνών.

1953 Οι Τζέιμς Γουότσον και Φράνσις Κριν ανακαλύπτουν τη διπλή έλικα του DNA.

1956 Προσδιορίζεται ο σωστός αριθμός χρωμοσωμάτων στον άνθρωπο (46).

1970 Ανακαλύπτονται τα ένζυμα περιορισμού, που επιτρέπουν στους επιστήμονες να κόβουν και να συγκολλούν κομμάτια DNA.

1976 Ο Γουόλτερ Φίερς και η ομάδα του αποκωδικοποιούν το γενετικό κώδικα του βακτηριοφάγου MS2-RNA.

1983 Ανακαλύπτεται η αλυσιδωτή αντίδραση της πολυμεράσης που επιτρέπει την εύκολη αντιγραφή του DNA.

1995 Ο αιμόφιλος της γρίπης είναι ο πρώτος μικροοργανισμός του οποίου καταγράφεται ο πλήρης γενετικός κώδικας.

2001 Ολοκληρώνεται σε πρώτη ατελή μορφή το Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος.

2003 Ολοκληρώνεται το Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος έχοντας καταγράψει το 99% του γενετικού κώδικα του ανθρώπου, με ακρίβεια 99,9%.