Ćwiczenia z wklepywania i zapamiętywania.
SCIENTIFIC AMERICAN, edycja polska
ŚWIAT NAUKI, czerwiec 2023
BIOINŻYNIERIA
Projektowanie życia
Morfologia syntetyczna umożliwia naukowcom nadawanie żywej materii kształtów i form, których nigdy nie widziano w naturze
Philip Ball
Philip Ball jest dziennikarzem naukowym z Londynu, byłym redaktorem "Nature". Jego kolejna książka, How Life Works (University of Chicago), ukaże się jesienią tego roku.
W ZBIORACH PEABODY MUSEUM NA HARVARD UNIVERSITY znajdują się zmumifikowane szczątki osobliwego stworzenia. Ma skurczoną głowę, tułów i ramiona małpy, a od pasa w dół jest rybą. Tę dziwaczną hybrydę kupił Moses Kimball, założyciel Boston Museum, od rodziny kapitana statku morskiego, a w 1842 roku wydzierżawił ją impresario P. T. Barnumowi dla jego popularnego American Musuem w Nowym Jorku. Barnum twierdził, że jest to syrena znaleziona na Fidżi.
W rzeczywistości takie artefakty, zwykle przeznaczone na sprzedaż, wykonywali w tamtym czasie japońscy rybacy i rzemieślnicy (niektóre syreny wyglądają na zrobione z papier mache). Mityczne hybrydowe bestie, takie jak syreny, centaury czy chimery, świadczą o naszej odwiecznej fascynacji plastycznością form biologicznych - o przeświadczeniu, że naturalne organizmy mogą mutować lub się przeobrażać. Zarówno w legendach, jak i w fantastyce, począwszy od powieści Wyspa doktora Moreau H. G. Wellsa z 1896 roku, aż po film Istota z 2009 roku, żywe organizmy są przedstawiane jako zespoły modułów, które można dowolnie mieszać i przestawiać.
Bezładne łączenie elementów nie da jednak żywego organizmu. Ciało nie jest chaotycznym zbiorem elementów. Ludzki embrion zmienia się w istotę o standardowych cechach ludzkiego ciała - praca wszystkich jego części jest zsynchronizowana. Formy biologiczne mają ustalone, unikatowe, celowe struktury.
Stwierdzenia te podaje w wątpliwość nowo powstająca nauka - morfologia syntetyczna. Kluczowe jest w niej pytanie o to, w jaki sposób i w jakim stopniu można zmieniać naturalne formy i skład żywej materii. Celem nie jest tworzenie groteskowych stworzeń w rodzaju syreny z Fidżi, ale lepsze zrozumienie zasad naturalnej morfogenezy (rozwoju formy biologicznej) oraz dzięki inżynierii żywej tkanki tworzenie użytecznych struktur i urządzeń do stosowania m.in. w medycynie i robotyce. Morfologia syntetyczna stanowi dział biologii syntetycznej, której imponujące osiągnięcia obejmują adaptację komórek do zadań nienaturalnych - na przykład takie zaprogramowanie bakterii, aby świeciły w obecności zanieczyszczeń i konkretnych substancji. Znaczną część biologii syntetycznej stanowi inżynieria genetyczna, zajmująca się m.in. wprowadzaniem sieci genów, wzbogacających komórki o nowe funkcje, jak produkowanie enzymów w celu wytworzenia nowej nienaturalnej cząsteczki.
Morfologia syntetyczna obejmuje inny zakres zagadnień - dotyczy kształtów i form tworzonych przez duże zbiory komórek. W przypadku organizmów wielokomórkowych (jak ludzie) możliwe jest projektowanie przez naukowców zupełnie nowych tkanek, narządów, ciał, a nawet całych organizmów dzięki wszechstronności i plastyczności form i funkcji żywej materii. Zdaniem bioinżyniera Rogera Kamma z Massachusetts Institute of Technology ograniczeniem jest tylko nasza wyobraźnia. Możemy na przykład zaprojektować nowy narząd, który wydziela określone biomolekuły w celu leczenia choroby, podobnie jak trzustka wydziela insulinę. Mogą powstać komórki czujnikowe, monitorujące markery choroby w krwiobiegu, będące jakby żywymi implantami o kontrolowanym uwalnianiu leków. Moglibyśmy też - uważa Kann - stworzyć "superorgany" w rodzaju oczu zdolnych do rejestrowania światła ultrafioletowego poza widmem widzialnym.
Nie jest także wykluczone tworzenie zupełnie nowych istot żywych - ukształtowanych nie ewolucyjnie, ale przez nas zaprojektowanych. "Badając naturalne organizmy, odkrywamy tylko mały fragment przestrzeni możliwych zmian, a teraz mamy okazję dokładnie zbadać tę przestrzeń" - mówi biolog Michael Levin z Tufts University. Morfologia syntetyczna stawia zasadnicze pytania, które podważają biologiczne status quo: Jak powstaje forma? Jakie są kontrolujące ją wypracowane ewolucyjnie reguły? Co się stanie, gdy je pominiemy? Odpowiedzi mogłyby całkowicie zmienić nasze tradycyjne rozumienie takich pojęć, jak ciało, jaźń, gatunek, a nawet życie.
Koniec ćwiczeń, ale nie artykułu, reszta w czerwcowym wydaniu. Chyba, że pewnego dnia będzie można kupić numer, który został poddany morfologii syntetycznej i zacznie z nami rozmawiać. Gorzej, gdyby chciał nawiązać z nami bliższy kontakt. Hm
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz