Av Dennis Eriksson, Institutionen för växtförädling och bioteknik, SLU Alnarp
Jag läste en mycket intressant artikel i Science den 11 januari. En forskargrupp på J. Craig Venter Institute (JCVI) i USA har lyckats med att syntetisera hela det nästan 583.000 baspar stora genomet(1) hos bakterien Mycoplasma genitalium. Att syntetisera DNA-strängar på 20-30 baser är gammal skåpmat, och det största DNA-fragment någon tidigare hade lyckats syntetisera var på 32.000 baspar. Men att de nu har lyckats att syntetisera ett helt bakteriellt genom är ett tekniskt genombrott som kommer att få mycket stor betydelse.
I spetsen för forskningen står Craig Venter, en företagsam biolog som vissa kallar stolle och andra kallar visionär. Denne Venter gjorde sig känd i slutet av 1990-talet, när han grundade företaget Celera och drog igång ett kommersiellt projekt som utmanade det internationella HUGO (Human Genome Organisation) i deras arbete med att sekvensera det mänskliga genomet. I september förra året blev dessutom Venter den förste att sekvensera sitt eget individuella genom. Dessa framsteg i sekvenseringsmetoder som han har bidragit till förutspås komma till stor nytta inom sjukvården, då behandling och medicinering ska kunna baseras på en patients specifika genotyp.
År 2002 offentliggjorde Venter planerna på att framställa ett syntetiskt bakteriellt genom, och arbetet fortskrider i tre steg. Det första steget, som publicerades redan i mitten av 1990-talet, gick ut på att fastställa det minsta antalet gener en viss organism behöver för att kunna leva och reproducera sig. Detta ”minimala genom” har föreslagits vara 256 gener, men detta är naturligtvis en siffra som varierar beroende på vilken organism det är och i vilken miljö den lever. Det andra steget, som de alltså precis har genomfört, var att syntetisera ett fullständigt genom från grunden, dvs att pussla ihop DNA:s fyra olika nukleotider till en mycket lång kedja med i det här fallet 582.970 sådana baser. Det tredje steget, som det nu jobbas på för fullt, blir att föra in det syntetiska genomet i en bakteriecell som fått sitt eget genom utrensat, och sedan få den att fungera normalt. Men det är svårt att säga något om chansen att detta ska lyckas. Det kan mycket väl bli så att inget händer och cellen bara dör.
Forskare har i över trettio år kunnat tillföra nya gener till bakterier. Detta är en grundläggande teknik inom bioteknik-industrin och ett av exemplen är det insulin som produceras genom att man har stoppat in en insulinproducerande gen i en bakterie. Venters plan är alltså att ta denna teknik till sin ytterlighet: att syntetisera och klistra ihop samliga gener en bakterie behöver. Han kallar detta ”den första arten tillverkad av människan”, och ett namn som föreslås är Mycoplasma laboratorium. Men man är alltså fortfarande beroende av levande cellmaterial att sätta in det syntetiska genomet i, och därför tycker jag att benämningen ”synthetic life” eller ”creating life” som synts i en del nyhetsrapporteringar (t.ex. Dagens Nyheter, Times och CBC), och som faktiskt Craig Venter själv använder, är missvisande.
Man kan tänka sig många praktiska tillämpningar av denna forskning. Genom att tillsätta specifika gener eller gengrupper kan man få bakterier att tillverka användbara produkter. I en intervju nyligen i New Scientist fick Craig Venter frågan vad han skulle ha sina syntetiska bakterier till, och svarade med följande:
”Over the next 20 years, synthetic genomics is going to become the standard for making anything. The chemical industry will depend on it. Hopefully, a large part of the energy industry will depend on it. We really need to find an alternative to taking carbon out of the ground, burning it, and putting it into the atmosphere.”
Ett specifikt mål med Craig Venters forskning är att skapa nya bakterier som effektivt kan framställa etanol från cellulosa, för att få fram ett billigt biobränsle med minimal miljöpåverkan. Man kan även tänka sig bakterier som kan framställa andra produkter som mediciner eller plaster. Några som tar Craig Venter på största allvar är USA:s energidepartement som bidrar med 12 miljoner dollar till hans forskning.
En sak som knappast behöver nämnas är ju att denna forskning måste ske på laboratorium under strikta förhållanden och med hög säkerhetsnivå. Omsorgsfulla tester måste hela tiden genomföras för att undvika framställandet av mikroorganismer som kan vara potentiellt skadliga för miljön eller vår hälsa.
Men jag skulle nu vilja lugna alla er som instinktivt vill utbrista att ”människan inte ska leka Gud och försöka skapa liv!!”. Det handlar inte om det. Den dag de lyckas föra in ett syntetiskt genom i en cell och få den att fungera – och den dag är troligtvis inte långt borta – så öppnas oerhörda möjligheter att skapa nya former av organismer som tidigare inte har existerat. Detta är i och för sig något som vi i princip redan sysslar med genom husdjursavel, växtförädling och manipulering av mikroorganismer, dock kanske i lite annan skala och med helt andra metoder. Men istället för att börja babbla om att vi ”skapar liv”, så tycker jag att detta forskningsprojekt lägger grunden till en spännande diskussion om, och så småningom förståelse för, vad liv egentligen är. Hur definierar vi liv? Hur uppkom livet på jorden? Vad av alla människans verksamheter är naturligt och vad är onaturligt? Man hör ofta i debatten om genmodifierade organismer att vi inte bör hålla på med sådant eftersom det är ”onaturligt”, följt av en svag formulering om att ”naturen själv inte kan göra på det viset”. Men vad jag alltid saknar i det argumentet är hur det skiljer sig gentemot allt annat som människan gör som ”naturen själv” inte kan åstadkomma, samt en förklaring till varför detta ”onaturliga” per definition skulle vara dåligt. I grund och botten är ju frågan om vad som är naturligt och onaturligt rent filosofisk, och svaret förändras i takt med vår kunskap. Detta forskningsresultat kommer dessutom definitivt att stimulera en debatt om vad människan kan göra gentemot vad vi bör/inte bör göra. Det är ju en debatt som drogs igång på allvar 1997 när det klonade fåret Dolly såg dagens ljus, och som långt ifrån är avslutad. Men lugn i stormen, vi kommer knappast någonsin ha en ondsint forskare som sitter i ett underjordiskt labb i öknen och producerar arméer av supervarelser som kommer förgöra allt och alla.
När det gäller huruvida Craig Venters grupp skapar liv eller inte så skulle jag själv snarare vilja säga att man inte kan reducera livet som fenomen till den DNA-sekvens som, icke desto mindre, utgör råmaterialet för hur livet ska gestaltas. DNA kallas ibland, på goda grunder, för livets molekyl. Men därmed inte sagt att det räcker att pussla lite med DNA:s byggstenar för att kunna säga att man skapar liv. För mig handlar detta projekt fortfarande om att manipulera existerande livssystem. För att på allvar kunna säga att vi i någon form ”från grunden skapar en ny, livsduglig organism” så krävs oerhört mycket kunskap om vilka andra cellulära beståndsdelar (t.ex. proteiner, lipider och kolhydrater) som är nödvändiga för metabolism och replikation, och hur vi pusslar ihop allt detta tillsammans med det syntetiska DNA:t. Det är inte självklart att vi någonsin kommer att klara av detta. Det beror nog på om livet låter sig reduceras till ren fysiologi eller inte, och när vi isåfall kan få en övergripande kunskap om denna fysiologi. Därför är uppgiften att skapa liv för överskådlig framtid förbehållen ”Gud” eller ”Brahma” eller ”Biokemisk Evolution”, eller vadhelst man nu tror på.
Dessutom är steget mycket långt, om ej kanske oöverstigligt, från de encelliga, organellfria bakterier Craig Venters grupp arbetar med idag, till komplexa och flercelliga djur och växter. Men forskningen ger oss, förutom alla viktiga tillämpningar, möjlighet att förstå mer om hur livet fungerar och hur det en gång i tiden har uppkommit och utvecklats här på jorden.
(1) Genom är benämningen på hela uppsättningen DNA som en organism har i varje cell i sin kropp, dvs samtliga gener och kontrollsekvenser tillsammans med mellanliggande DNA som inte har någon direkt, kontinuerlig funktion. Bakterier är encelliga, och genomet består av en enda kromosom.
Recent Comments