Craig Venter stworzył sztuczny zarazek w dwa tygodnie. Kiedy nauczą się tego terroryści, żeby zabijać? Latem ubiegłego roku stworzono sztucznego wirusa polio, wywołującego u ludzi chorobę Heine-Medina. Skonstruowany przez prof. Eckarda Wimmera ze State University of New York zarazek zakażał ludzkie komórki, a u laboratoryjnych myszy wywoływał porażenie mięśni. Uczeni uspokajali wówczas, że wyprodukowanie śmiercionośnego zarazka przez terrorystów jest mało prawdopodobne, bo do stworzenia mikroba niezbędny jest drogi sprzęt i wiele lat badań. Naukowcy składali sztucznego wirusa polio przez trzy lata, a i tak jego genom zawierał wiele błędów. "Gdyby ktoś chciał wyprodukować 24 razy większy zarazek ospy, mógłby nie doczekać rezultatów eksperymentu. Tego nie da się zrobić w garażu" - żartował Neil Berry, mikrobiolog z brytyjskiego National Institute for Biological Standards and Control.
Tymczasem amerykański genetyk Craig Venter w ciągu 14 dni skonstruował w laboratorium wirusa z podstawowych "cegiełek" DNA. Uczony stworzył kopię wirusowego DNA - po wstrzyknięciu sztucznego zarazka do bakterii szybko powstały nowe wirusy, gotowe zarażać kolejne komórki. Wyhodowany wirus nie jest groźny dla ludzi, atakuje wyłącznie bakterie - zapewnia Venter, który w latach 90. zrewolucjonizował badania nad rozszyfrowaniem ludzkiego genomu.
Fabryki zarazków
Odkrycie Craiga Ventera dowiodło, że wirusy można produkować szybko i skutecznie. Wystarczy sięgnąć do dostępnych w Internecie baz danych zawierających zapisy wirusowych genomów, będących "przepisami kucharskimi" biotechnologów. W tych bazach można znaleźć genomy wielu groźnych mikrobów, w tym HIV, wirusa Ebola, różne odmiany ospy i grypy. Z takim przepisem w ręku można zamówić w firmie biotechnologicznej części składowe, czyli krótkie odcinki DNA nazywane oligonukleotydami. Zamówienia nie podlegają żadnej kontroli, można je złożyć nawet pocztą elektroniczną. Potem wystarczy połączyć fragmenty DNA w odpowiedniej kolejności i mamy gotowy genom wirusa. Jeśli wstrzykniemy go do komórki, powstaną mikroby wyposażone w otoczkę białkową niezbędną do wywołania zakażenia.
- Możliwości manipulowania genami i całymi genomami są coraz większe - powiedziała "Wprost" profesor Magdalena Fikus z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN w Warszawie. - Niepokojące jest to, że nie wiemy, jakie właściwości mogą mieć nowe wirusy. Tymczasem na świecie jest wielu specjalistów, którzy mogą je stworzyć, jeśli tylko ktoś im odpowiednio dużo zapłaci. Wyniki badań nad nowymi odmianami groźnych mikrobów rzadko są ujawniane. "W byłym Związku Radzieckim próbowano wyhodować genetycznie modyfikowaną ospę bez większych sukcesów. Nietrudno sobie wyobrazić, co można zrobić dziś, dysponując tak zaawansowaną technologią" - twierdzi Ken Alibek, rosyjski specjalista w dziedzinie broni biologicznej, który w 1992 r. wyjechał do USA.
Esencja życia
W 2001 r. australijscy uczeni przypadkiem wyprodukowali nową odmianę wirusa mysiej ospy, która była niezwykle groźna - zabijała 60 proc. zainfekowanych zwierząt. Ich metodę udoskonalił Mark Buller z Saint Louis University, który kilka tygodni temu stworzył stuprocentowo skutecznego zabójcę. Co gorsza, wirus zakaża nawet te zwierzęta, które były wcześniej zaszczepione. Uczony eksperymentował również z ospą krowią, która może się przenosić na człowieka. "Naszym głównym celem jest bezpieczeństwo narodowe. Musimy badać genetycznie modyfikowane mikroby, aby się dowiedzieć, jak je zwalczać" - twierdzi Buller, którego prace sponsorował rząd amerykański.
Szczegółowy opis eksperymentu Craiga Ventera za kilka miesięcy ukaże się łamach pisma "Proceedings of the National Academy of Sciences". Część uczonych apeluje, by cenzurować prace, które mogłyby pomóc terrorystom przy produkcji broni biologicznej (wydawcy czołowych czasopism naukowych zawarli w lutym tego roku porozumienie w tej sprawie). Odkrycie Ventera zostało jednak uznane za niegroźne. "Po długim namyśle uznaliśmy, że ta praca jest zbyt ważna dla rozwoju badań, aby ją utajniać" - przyznała Bridget Coughlin z "Proceedings of the National Academy of Sciences". Venter również nie chce niczego ukrywać. Zamierza stworzyć w laboratorium pierwsze żywe organizmy - bakterie (wirusy nie są zaliczane do żywych organizmów, bo nie potrafią się samodzielnie rozmnażać).
Należący do Ventera Institute for Biological Energy Alternatives od 1999 r. pracuje nad tzw. minimalnym genomem. Uczeni chcą sprawdzić, które geny są niezbędne do funkcjonowania komórki. Od kilku lat badają mykoplazmy - bakterie niewiele większe od wirusów. Są one odpowiedzialne m.in. za zapalenia płuc oraz infekcje cewki moczowej u ludzi. Mnożą się samodzielnie (w odróżnieniu od wirusów, które mogą to robić tylko wewnątrz zaatakowanych komórek), mając zaledwie 517 genów. To rekord, który uczonym udało się już pobić - po usunięciu połowy DNA bakteria nadal żyła. To, co zostało, prawdopodobnie jest genetyczną "esencją życia", na jej podstawie można stworzyć nowy, sztuczny organizm - twierdzi Venter.
Biopaliwa z bakterii
Uczeni nie potrafią jeszcze wyprodukować całej komórki z podstawowych związków chemicznych. Wiedzą jedynie, jakich materiałów należy użyć. Craig Venter i genetyk Hamilton Smith, laureat Nagrody Nobla, zamierzają się posłużyć spreparowaną bakterią. Próbują usunąć z mykoplazmy jej własny materiał genetyczny i zastąpić go sztucznym chromosomem, zawierającym około 300 starannie dobranych genów (nie będzie wśród nich tych, które umożliwiają bakterii zakażanie ludzi). "Syntetyczna" mykoplazma ma żyć wyłącznie w laboratorium, poza nim - zapewniają obaj naukowcy - natychmiast zginie. "Chcemy znaleźć chemiczną definicję życia" - oświadczył Craig Venter. Dzięki temu będzie można ustalić, czym jest życie i jak pojawiło się na Ziemi, a także dowolnie manipulować mikroorganizmami.
Do "podstawowej" mykoplazmy uczeni chcą dodawać nowe, starannie dobrane geny, tworząc odmiany przeznaczone do wykonywania określonych zadań, na przykład wytwarzania biopaliw, takich jak metan i wodór. Bakterie mogłyby produkować gaz w procesie przypominającym fotosyntezę, korzystając jedynie ze światła słonecznego i podstawowych substancji chemicznych. Innym pomysłem jest zaprzęgnięcie mykoplazm do likwidowania niepotrzebnych substancji, na przykład gazów cieplarnianych. "W niezbyt odległej przyszłości kolonie mikrobów będą częścią systemów oczyszczających w elektrowniach węglowych, gdzie mogłyby usuwać zanieczyszczenia i dwutlenek węgla" - twierdzi Spencer Abraham, sekretarz Departamentu Energii, który wsparł badania Ventera dotacją w wysokości 3 mln dolarów.
Produkowane na zamówienie wirusy niszczące bakterie (nazywane bakteriofagami), jakie uzyskał w laboratorium Venter, mogą zastąpić antybiotyki w walce z zakażeniami bakteryjnymi. Na tej rewolucji biotechnologicznej skorzysta także przemysł chemiczny i tekstylny. Kiedy? Najpóźniej za rok lub dwa. Trzy lata temu Craig Venter, odczytując w ekspresowym tempie ludzki genom, udowodnił, że lubi działać szybko i nie rzuca słów na wiatr.
Fabryki zarazków
Odkrycie Craiga Ventera dowiodło, że wirusy można produkować szybko i skutecznie. Wystarczy sięgnąć do dostępnych w Internecie baz danych zawierających zapisy wirusowych genomów, będących "przepisami kucharskimi" biotechnologów. W tych bazach można znaleźć genomy wielu groźnych mikrobów, w tym HIV, wirusa Ebola, różne odmiany ospy i grypy. Z takim przepisem w ręku można zamówić w firmie biotechnologicznej części składowe, czyli krótkie odcinki DNA nazywane oligonukleotydami. Zamówienia nie podlegają żadnej kontroli, można je złożyć nawet pocztą elektroniczną. Potem wystarczy połączyć fragmenty DNA w odpowiedniej kolejności i mamy gotowy genom wirusa. Jeśli wstrzykniemy go do komórki, powstaną mikroby wyposażone w otoczkę białkową niezbędną do wywołania zakażenia.
- Możliwości manipulowania genami i całymi genomami są coraz większe - powiedziała "Wprost" profesor Magdalena Fikus z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN w Warszawie. - Niepokojące jest to, że nie wiemy, jakie właściwości mogą mieć nowe wirusy. Tymczasem na świecie jest wielu specjalistów, którzy mogą je stworzyć, jeśli tylko ktoś im odpowiednio dużo zapłaci. Wyniki badań nad nowymi odmianami groźnych mikrobów rzadko są ujawniane. "W byłym Związku Radzieckim próbowano wyhodować genetycznie modyfikowaną ospę bez większych sukcesów. Nietrudno sobie wyobrazić, co można zrobić dziś, dysponując tak zaawansowaną technologią" - twierdzi Ken Alibek, rosyjski specjalista w dziedzinie broni biologicznej, który w 1992 r. wyjechał do USA.
Esencja życia
W 2001 r. australijscy uczeni przypadkiem wyprodukowali nową odmianę wirusa mysiej ospy, która była niezwykle groźna - zabijała 60 proc. zainfekowanych zwierząt. Ich metodę udoskonalił Mark Buller z Saint Louis University, który kilka tygodni temu stworzył stuprocentowo skutecznego zabójcę. Co gorsza, wirus zakaża nawet te zwierzęta, które były wcześniej zaszczepione. Uczony eksperymentował również z ospą krowią, która może się przenosić na człowieka. "Naszym głównym celem jest bezpieczeństwo narodowe. Musimy badać genetycznie modyfikowane mikroby, aby się dowiedzieć, jak je zwalczać" - twierdzi Buller, którego prace sponsorował rząd amerykański.
Szczegółowy opis eksperymentu Craiga Ventera za kilka miesięcy ukaże się łamach pisma "Proceedings of the National Academy of Sciences". Część uczonych apeluje, by cenzurować prace, które mogłyby pomóc terrorystom przy produkcji broni biologicznej (wydawcy czołowych czasopism naukowych zawarli w lutym tego roku porozumienie w tej sprawie). Odkrycie Ventera zostało jednak uznane za niegroźne. "Po długim namyśle uznaliśmy, że ta praca jest zbyt ważna dla rozwoju badań, aby ją utajniać" - przyznała Bridget Coughlin z "Proceedings of the National Academy of Sciences". Venter również nie chce niczego ukrywać. Zamierza stworzyć w laboratorium pierwsze żywe organizmy - bakterie (wirusy nie są zaliczane do żywych organizmów, bo nie potrafią się samodzielnie rozmnażać).
Należący do Ventera Institute for Biological Energy Alternatives od 1999 r. pracuje nad tzw. minimalnym genomem. Uczeni chcą sprawdzić, które geny są niezbędne do funkcjonowania komórki. Od kilku lat badają mykoplazmy - bakterie niewiele większe od wirusów. Są one odpowiedzialne m.in. za zapalenia płuc oraz infekcje cewki moczowej u ludzi. Mnożą się samodzielnie (w odróżnieniu od wirusów, które mogą to robić tylko wewnątrz zaatakowanych komórek), mając zaledwie 517 genów. To rekord, który uczonym udało się już pobić - po usunięciu połowy DNA bakteria nadal żyła. To, co zostało, prawdopodobnie jest genetyczną "esencją życia", na jej podstawie można stworzyć nowy, sztuczny organizm - twierdzi Venter.
Biopaliwa z bakterii
Uczeni nie potrafią jeszcze wyprodukować całej komórki z podstawowych związków chemicznych. Wiedzą jedynie, jakich materiałów należy użyć. Craig Venter i genetyk Hamilton Smith, laureat Nagrody Nobla, zamierzają się posłużyć spreparowaną bakterią. Próbują usunąć z mykoplazmy jej własny materiał genetyczny i zastąpić go sztucznym chromosomem, zawierającym około 300 starannie dobranych genów (nie będzie wśród nich tych, które umożliwiają bakterii zakażanie ludzi). "Syntetyczna" mykoplazma ma żyć wyłącznie w laboratorium, poza nim - zapewniają obaj naukowcy - natychmiast zginie. "Chcemy znaleźć chemiczną definicję życia" - oświadczył Craig Venter. Dzięki temu będzie można ustalić, czym jest życie i jak pojawiło się na Ziemi, a także dowolnie manipulować mikroorganizmami.
Do "podstawowej" mykoplazmy uczeni chcą dodawać nowe, starannie dobrane geny, tworząc odmiany przeznaczone do wykonywania określonych zadań, na przykład wytwarzania biopaliw, takich jak metan i wodór. Bakterie mogłyby produkować gaz w procesie przypominającym fotosyntezę, korzystając jedynie ze światła słonecznego i podstawowych substancji chemicznych. Innym pomysłem jest zaprzęgnięcie mykoplazm do likwidowania niepotrzebnych substancji, na przykład gazów cieplarnianych. "W niezbyt odległej przyszłości kolonie mikrobów będą częścią systemów oczyszczających w elektrowniach węglowych, gdzie mogłyby usuwać zanieczyszczenia i dwutlenek węgla" - twierdzi Spencer Abraham, sekretarz Departamentu Energii, który wsparł badania Ventera dotacją w wysokości 3 mln dolarów.
Produkowane na zamówienie wirusy niszczące bakterie (nazywane bakteriofagami), jakie uzyskał w laboratorium Venter, mogą zastąpić antybiotyki w walce z zakażeniami bakteryjnymi. Na tej rewolucji biotechnologicznej skorzysta także przemysł chemiczny i tekstylny. Kiedy? Najpóźniej za rok lub dwa. Trzy lata temu Craig Venter, odczytując w ekspresowym tempie ludzki genom, udowodnił, że lubi działać szybko i nie rzuca słów na wiatr.
Zabójcy wszech czasów |
---|
|
Więcej możesz przeczytać w 48/2003 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.