Forrige uges DNA Science-indlæg vakte stor opsigt, fordi jeg antydede, at nogle mennesker måske mener, at livet begynder på et andet tidspunkt end ved undfangelsen. Denne uges indlæg fortsætter dette tema med, hvordan en forsker skabte liv. Men ikke hvilken som helst forsker – J. Craig Venter, der nu er leder af Synthetic Genomics Inc (SGI).
En god læsning
Jeg læser normalt ikke bøger om DNA, fordi jeg skriver bøger om DNA. Men da jeg blev tilbudt et eksemplar af Dr. Venters nye bog, Life at the Speed of Light, (Viking; udkommer den 17. oktober), kunne jeg ikke modstå det. Dr. Venter er ikke bare endnu en fortælling om sekventering af genomer, men tager i sin seneste bog fat på syntetisk biologi – kemisk fremstilling af et simpelt genom, som derefter overføres til en modtagelig celle uden dens eget genom. At skabe liv samt at udtage prøver fra forskellige miljøer og finde genomer – metagenomik – er det, han har beskæftiget sig med siden det menneskelige genomprojekt.
Jeg skyndte mig gennem bogen og blinkede tilbage til min skoletid med hver historisk anekdote eller hvert fortalt eksperiment, der byggede på evnen til at genskabe en levende celles genetiske hovedkvarter. Venters begejstring er håndgribelig, om end den minder lidt om kaptajn Kirk: “Vi var nu klar til at forsøge at gå derhen, hvor ingen havde været før, nemlig at skabe et helt bakterielt syntetisk genom og forsøge at fremstille den første syntetiske celle.”
Det lille genom af Mycoplasma genitalium, det mindste af en fritlevende organisme på blot 582.970 baser, inspirerede det første syntetiske genom. Historien om skabelsen af den første celle, der er drevet af et syntetisk genom, er ikke en nørdet, er vi ikke geniale fortælling, for Venter krydrer blindgyder og fiaskoer med de hårdt vundne succeser.
Et eksempel: at bruge Deinococcus radiodurans som model for at sy et genom sammen, for denne bakterie gør netop det, efter at stråling har flænset dens genom i småstykker. Den bruger et fremragende reparationssystem og har belejligt nok ekstra kopier af sit genom. Heldigvis havde Venter og hans hold på Institute for Genomic Research (TIGR) sekventeret organismens genom i 1999 “Genialt!” tænkte jeg. Men så skrev Venter: “Efter en enorm indsats blev vi tvunget til at give op. Vi havde ramt en blindgyde og havde brug for en ny strategi.” Holdet udnyttede til sidst gæren Saccharomyces cerevisiae til at afprøve det syntetiske genom.
Først kom et syntetisk kromosom, der blev døbt Mycoplasma genitalium JCVI-1.0. De sidste eksperimenter sendte det syntetiske genom ind i forskellige mycoplasmaer og ændrede den ene art til den anden. Der skete endnu en fejl lige til sidst: en enkeltbase-deletion, som kastede den trebasede læseramme af sig, hvilket skabte uklare genomer. Men det lykkedes at rette denne fejl. Forskerne syede endda deres navne ind i det genskabte genom ved hjælp af et leksikon af DNA-tripletter svarende til bogstaver i alfabetet, der bruges som “vandmærker” til at skelne syntetisk liv fra den gamle slags.
Fødselsmeddelelsen om den første celle, der er drevet af et syntetisk genom, blev offentliggjort i onlineudgaven af Science den 20. maj 2010: Skabelse af en bakteriecelle styret af et kemisk syntetiseret genom. Dens navn: Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0.
Den første tredjedel af bogen fanger de opdagelser og opfindelser, der fører frem til skabelsen af syntetisk liv, mens den midterste tredjedel beskriver, nogle gange lidt for detaljeret for den almindelige læser, selve skabelsen. Den sidste tredjedel undersøger reaktioner og eftervirkninger.
Venter anerkender gerne skeptikerne – jeg var blandt dem – som hævder, at det at skabe liv betyder at lade genomet forme cellen omkring sig og ikke overtage en eksisterende celle som en eremitkrebs, der tager bolig i en forladt skal. Men selv det at leje en celle i stedet for at bygge sin egen er skræmmende, fordi det går uden om begrænsningerne i den naturlige udvælgelse. “Syntetisk biologi befrier livets design fra evolutionens lænker”, skriver Venter. Sproget bevæger sig mod det antropomorfe, hvilket har en tendens til at ske, når man forsøger at indfange evolutionens vidundere. Men cellerne “samarbejdede” ikke for at opbygge flercellede organismer. Evolutionen er en ebbe og flod af overlevende fænotyper baseret på et selektivt pres, måske justeret af mutationer og ændret af genetisk drift. Det er ikke en bevidst stræben.
Som god videnskab rejser Life at the Speed of Light flere spørgsmål, end den besvarer. Ved vi nok til at bruge teknologi til syntetisk liv til at skabe celler, der kan forbedre verden? Kan den ene opfinders idé om forbedring blive en anden opfinders våben? Hvad er de uforudsete konsekvenser af at skabe kombinationer af gener, som ikke findes i naturen? Kan samfundet for syntetisk liv overvåge sig selv og afværge det, som min mentor på universitetet, Thom Kaufman, kaldte “trehovedede lilla monstre” omkring 1978, en tid, hvor pionererne inden for rekombinant DNA-teknologi etablerede de indeslutningsprocedurer, der stadig gælder i dag.
Venter berører truslen om “dobbelt anvendelse”, men fokuserer mere på gladere anvendelser: vacciner, der kan afværge en influenzapandemi, alternativer til antibiotika og nye energikilder fra uudforskede dele af planeten og muligvis længere væk. Hvis nogen kunne udnytte en energikilde fra Mars, ville det være ham.
Møde med Craig Venter
Jeg har haft et par interessante møder med Dr. Venter. Manden har et Darth Vader-lignende ry i visse kredse, men mine flygtige kontakter med ham har været ganske positive.
Tidligt i min karriere, da jeg skrev mest for The Scientist og Genetic Engineering News, var CV altid tilgængelig for at give et citat, let at nå på telefonen i disse præ-Internet og præ-genom dage.
I 1999 interviewede han mig i forbindelse med en kort skriveopgave – han ville lave et atlas over normale, ikke-sygdomsrelaterede egenskaber, men genomet var endnu ikke blevet sekventeret. Da jeg mødte ham, da jeg gik ned ad en gang på Celera Genomics, følte jeg mig lidt som Dorothy, der nærmede sig den store og mægtige troldmand fra Oz, men sådan var han slet ikke. I løbet af få minutter afsluttede vi hinandens sætninger.
Et år senere, midt i vinteren 2000, stod jeg over for et dilemma. Den fjerde udgave af min lærebog i humangenetik skulle udkomme i juli, jeg kunne ikke foretage yderligere redigeringer efter april, og jeg vidste, at de to hold, der sekventerede det menneskelige genom, var på vej mod målstregen. Hvem ville blive den første? Hvornår? Og vigtigst af alt, ville det være færdigt til efteråret, når min bog ville være i hænderne på de studerende?
Regeringsfolkene ville ikke svare på mine opkald. CV mailede, at han ikke kunne fortælle mig det. Jeg vidste, at der var noget i gære. Så da jeg var i lærebogsmodus, sendte jeg ham et testspørgsmål:
Hvis jeg i en genetikbog, der blev udgivet i juli 2000, skulle skrive, at det menneskelige genom var blevet sekventeret, ville det så være (a) Sandt eller (b) Falsk? Han svarede.
En del år senere holdt Dr. Venter den afsluttende tale ved det årlige møde i American Society of Human Genetics. Der var ikke ret mange til stede. CV beskrev sine risikovarianter for Alzheimers og hjerte-kar-sygdomme og meddelte også, at han havde lært, at han har blå øjne, en forkærlighed for aftenaktiviteter og nyhedssøgning samt en tendens til stofmisbrug. “Jeg kan drikke to dobbelte latte og skylle det ned med en Red Bull uden at blive påvirket af det,” lærte han også af sin genomsekvens. Venter sammenlignede sit genom med DNA-opdageren Jim Watsons genom og spøgte: “Du ville nok ikke mistænke det på baggrund af vores udseende, men vi er begge skaldede, hvide videnskabsmænd.”
Igennem det hele, sagaen om det udtrykte sekvensmærke fra dengang han var på NIH, gennem sekventeringen af det menneskelige genom, var det, der begejstrede mig mest ved Craig Venters lange forskningskarriere, sekventeringen af Mycoplasma-genomet, en organisme, der er så afpudset, at den måske kan afsløre det minimale gensæt, der er nødvendigt for liv. Den idé har altid været med i min lærebog. Og da Mycoplasma var så lille, var det et mål, hvis man ville forsøge at skabe en levende celle. Og det var det, som Dr. Venter og hans mange kolleger gjorde. Og igen krydsede det min karriere.
Den 20. maj 2010 deltog jeg i det årlige møde i American Society of Gene and Cell Therapy’s Presidential Symposium i Washington DC. I et rum fyldt med 2.000 genetikere, hvoraf mange græd, gik en 9-årig dreng på scenen – Corey Haas var blevet i stand til at se takket være genterapi. Hans historie er emnet for min bog The Forever Fix: Gene Therapy and the Boy Who Saved It (St. Martin’s Press, 2012).
Jeg havde undret mig over, hvorfor pressemødet om genterapi havde været så dårligt besøgt, og ingen åbenlyse medier var til stede ved den historiske præsentation. Fordi Craig Venter på den anden side af byen bekendtgjorde, at han havde skabt liv, hvilket inspirerede mit blogindlæg Creating Life and Curing Blindness.
Min mest overraskende erindring om et foredrag af Venter var på 4th International Meeting on Single Nucleotide Polymorphisms and Complex Genome Analysis, der blev afholdt i Stockholm den 10.-15. oktober 2001. Deltagerantallet var lavt på grund af de nylige angreb den 11. september. The Scientist havde sendt mig, tilbage i den tid, da publikationer gjorde det. CV ikke blot mødte op, men chokerede den sparsomme forsamling, da han, efter at have talt i en halv time og forudsagt, at sekventering af det menneskelige genom en dag ville tage to timer, pludselig blev tavs.
Craig Venter sænkede hovedet i ubehageligt lang tid, mens billeder af Ground Zero blinkede bag ham. Han sagde, da han endelig kiggede op, men stadig ikke tilbage på skærmen, med tårer i øjnene: “Det er vanskelige dias for mig at se på, og det burde de også være for dig. Jeg var der i sidste uge. De retsmedicinske myndigheder bad Celera om at hjælpe med sekventeringen og bruge vores højtydende metoder til at hjælpe familierne med at identificere liget. Så jeg tog disse billeder.” Endnu en lang stilhed. “Jeg havde aldrig, aldrig nogensinde troet, at vi ville blive nødt til at lave DNA-forskningsarbejde på dette niveau og af denne grund.”
Jeg er glad for, at han i dag har en ny grund – at udforske, hvad livet kan gøre.