3 min

Umělý život v laboratoři: kde končí biologie a začíná technologie

Sdílet

Dennívýzva

Vědci dnes dokážou vytvořit buňky, které se samy opravují, kopírují svůj genetický kód a dokonce reagují na okolní prostředí. Otázka, která kdysi patřila do sci-fi, se posunula do reality: může být život synteticky zkonstruován? A kde leží hranice mezi živým organismem a naprogramovaným strojem?

Zdroj: Kód Enigma - Čeština

Syntetická biologie: definice nového druhu vědy

Syntetická biologie spojuje molekulární genetiku, inženýrství a informatiku.

Cílem není jen upravovat existující organismy, ale vytvářet nové biologické systémy s předem definovanými vlastnostmi.

Na počátku stála genetická editace – dnes už běžná technologie CRISPR-Cas9. Dalším krokem se stalo syntetické sestavení DNA z jednotlivých chemických stavebních kamenů.

V roce 2010 tým amerického biologa Craiga Ventera vytvořil první buňku řízenou umělým genomem. Tento projekt, označený jako JCVI-syn1.0, znamenal zásadní zlom: vznikl organismus, jehož genetická informace byla zcela uměle navržena a syntetizována.

Minimální buňka: život na hraně definice

Venterův tým šel dál a v roce 2016 publikoval výzkum JCVI-syn3.0 – bakterii obsahující pouze 473 genů, což je minimum nutné pro samostatný život.

Každý gen byl analyzován a testován, zda je nezbytný pro funkci buňky. Výsledek ukázal, že asi třetina genů nemá dosud známou funkci, což naznačuje, že i nejjednodušší život je složitější, než jsme si mysleli.

Tato minimální buňka se stala modelem pro výzkum základních principů života a otevřela dveře k biologickým systémům, které by mohly být programovatelné podobně jako software.

Umělá DNA a xeno-organismy

Vedle redukovaných buněk vznikají i takzvané xeno-organismy – organismy s alternativní genetickou abecedou.

V laboratoři Scripps Research Institute se podařilo přidat do DNA dvě nové báze označované X a Y, čímž vznikl genetický kód se šesti písmeny místo čtyř.

Tyto organismy dokážou vytvářet nové druhy bílkovin, které se v přírodě nevyskytují. Mohly by sloužit k vývoji nových léčiv, biosenzorů nebo materiálů.

Zároveň vyvolávají etickou otázku: pokud život dokážeme navrhnout, stáváme se jeho tvůrci, nebo pouze inženýry přírody?

Autonomní buňky a „digitální DNA“

Současné experimenty se zaměřují na propojení biologických systémů s umělou inteligencí.

V Cambridge vznikl projekt AI-Cell, kde algoritmy navrhují genové sítě podle požadovaného chování – například reakci na světlo nebo produkci určité látky.

V současnosti se také testuje přenos genetických dat v digitální podobě: DNA sekvence se ukládají na servery a posílají do laboratoří, které z nich pomocí syntetizátorů vytvářejí fyzickou DNA.

Život se tak doslova překládá z kódu do hmoty.

Rizika a etické hranice

Syntetický život přináší i otázky bezpečnosti.
Co se stane, pokud se modifikovaný organismus vymkne kontrole?

Jak zabránit jeho šíření v ekosystému?

Proto se výzkum řídí přísnými protokoly biologické bezpečnosti a většina experimentů probíhá v uzavřených systémech.

Etické komise varují, že rozmazávání hranice mezi živým a umělým může změnit naše vnímání samotného pojmu „život“.

Podle bioetičky Sheily Jasanoffové z Harvardu „syntetická biologie nevyvolává otázku, zda můžeme život vytvořit, ale jaký druh odpovědnosti tím na sebe bereme“.

Syntetická biologie dnes posouvá hranice možného.

Buňky vytvořené v laboratoři dokazují, že život lze analyzovat, naprogramovat a částečně reprodukovat, ale zároveň ukazují, jak křehká je jeho definice.

Na pomezí biologie a technologie se tak rodí nová věda – věda, která možná jednou přepíše i naši vlastní evoluci.

Zdroje

Gibson, D. G. et al., Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome, Science, 2010, DOI: 10.1126/science.1190719
Hutchison, C. A. III et al., Design and synthesis of a minimal bacterial genome, Science, 2016, DOI: 10.1126/science.aad6253
Malyshev, D. A. et al., A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet, Nature, 2014, DOI: 10.1038/nature13314
Zhang, Y. et al., A semi-synthetic organism that stores and retrieves increased genetic information, Nature, 2017, DOI: 10.1038/nature24659

Reklama

Další články z Kód Enigma

Tento článek byl publikován ze zdrojů Kód Enigma

KodEnigma.cz se věnuje zajímavostem napříč obory – od přírody a historie přes vědu, vesmír až po záhady a nečekané objevy. Články otevírají témata, která dokážou překvapit, inspirovat i přimět k zamyšlení. Silnou stránkou webu je pestrost – jednou narazíte na příběhy dávných civilizací, jindy na...

Umělý život v laboratoři: kde končí biologie a začíná technologie

Laďka Něrgešová po těžké operaci mozku. Nezvládla odemknout mobil, ani otevřít svůj dům

Co to sakra je, nevěřili ve Švédsku. Čechům teď závidí matematiku pro čtvrtfinále

Ano, přibrala jsem a vím o tom. Sabina z Bachelora čelí rýpancům, ukázala postavu v průsvitných šatech

Oldřich Nový ji po společné noci zavrhl: Legendární hvězda randila s Werichem i Voskovcem najednou!

Příjem přes 80 tisíc měsíčně bez vysoké školy. Tyto 3 dělnické profese dnes nabízejí plat jako v IT, ale nikdo je nechce dělat