Postul de săptămâna trecută de la DNA Science a stârnit un scandal pentru că am sugerat că unii oameni ar putea crede că viața începe la o altă perioadă decât concepția. Postarea din această săptămână continuă această temă cu modul în care un cercetător a creat viața. Dar nu orice cercetător – J. Craig Venter, acum șef al Synthetic Genomics Inc (SGI).
O lectură excelentă
De obicei nu citesc cărți despre ADN, pentru că eu scriu cărți despre ADN. Dar când mi s-a oferit un exemplar din noua carte a doctorului Venter, Life at the Speed of Light (Viața la viteza luminii), (Viking; apariție la 17 octombrie), nu am putut rezista. Nu este doar o altă poveste despre secvențierea genomului, cel mai recent efort al Dr. Venter abordează biologia sintetică – crearea chimică a unui genom simplu, apoi transferul acestuia într-o celulă receptivă fără propriul genom. Crearea vieții, plus prelevarea de fragmente din diverse medii și căutarea de genomuri – metagenomica – este ceea ce el se ocupă încă de pe vremea proiectului genomului uman.
Am parcurs cartea cu repeziciune, retrăgându-mă la școala de absolvire cu fiecare anecdotă istorică sau experiment povestit care a dus la capacitatea de a recapitula sediul genetic al unei celule vii. Entuziasmul lui Venter este palpabil, chiar dacă amintește puțin de Căpitanul Kirk: „Eram acum pregătiți să încercăm să mergem acolo unde nimeni nu mai fusese până atunci, să creăm un întreg genom sintetic bacterian și să încercăm să producem prima celulă sintetică.”
Cel mai mic genom al Mycoplasmei genitalium, cel mai mic organism liber, cu doar 582.970 de baze, a inspirat primul genom sintetic. Povestea creării primei celule sintetice bazate pe genomul sintetic nu este o narațiune de tip „gee-whiz, aren’t-we-ton-brilliant”, deoarece Venter intercalează aleile oarbe și eșecurile cu succesele obținute cu greu.
Un exemplu: folosirea Deinococcus radiodurans ca model pentru coaserea unui genom, deoarece această bacterie face exact acest lucru după ce radiațiile îi toacă genomul în bucăți. Folosește un sistem de reparare superb și are în mod convenabil copii suplimentare ale genomului său. În mod util, Venter și echipa sa de la Institutul de Cercetare Genomică (TIGR) au secvențiat genomul organismului în 1999 „Genial!” M-am gândit. Dar apoi Venter a scris: „După un efort uriaș, am fost nevoiți să renunțăm. Ajunsesem într-un punct mort și aveam nevoie de o nouă strategie”. În cele din urmă, echipa a exploatat drojdia Saccharomyces cerevisiae pentru a testa genomul sintetic.
Primul a venit un cromozom sintetic, denumit Mycoplasma genitalium JCVI-1.0. Experimentele finale au trimis genomul sintetic în diferite Mycoplasma, schimbând o specie în alta. O altă eroare a apărut chiar spre final: o deleție de o bază, care a dat peste cap cadrul de citire de trei baze, creând genomuri bizare. Dar corectarea acestei defecțiuni a funcționat. Cercetătorii și-au cusut chiar și numele în genomul recreat, folosind un lexicon de triplete de ADN care corespund literelor alfabetului, folosite ca „filigrane” pentru a distinge viața sintetică de cea veche.
Anunțul de naștere pentru prima celulă cu genom sintetic a apărut în ediția online din 20 mai 2010 a revistei Science: Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome (Crearea unei celule bacteriene controlate de un genom sintetizat chimic). Numele acesteia: Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0.
Prima treime a cărții surprinde descoperirile și invențiile care au dus la crearea vieții sintetice, în timp ce treimea de mijloc descrie, uneori cu un pic prea multe detalii pentru cititorul obișnuit, creația în sine. Ultima treime sondează reacțiile și repercusiunile.
Venter recunoaște cu ușurință scepticii – eu m-am numărat printre ei – care susțin că a crea viață înseamnă a permite genomului să modeleze celula din jurul său, nu să preia o celulă existentă precum un crab pustnic care își stabilește reședința într-o cochilie abandonată. Dar chiar și închirierea unei celule, în loc de construirea propriei celule, este înfricoșătoare, deoarece ocolește constrângerile selecției naturale. „Biologia sintetică eliberează proiectarea vieții de cătușele evoluției”, scrie Venter. Limbajul tinde spre antropomorfism, ceea ce are tendința de a se întâmpla atunci când se încearcă să surprindă minunea evoluției. Dar celulele nu au „cooperat” pentru a construi organisme multicelulare. Evoluția este un flux și un reflux de fenotipuri supraviețuitoare bazate pe presiunea selectivă, poate modificate prin mutație și alterate prin derivă genetică. Nu este o strădanie voită.
Ca o știință bună, Viața la viteza luminii ridică mai multe întrebări decât răspunsuri. Știm suficient de multe pentru a folosi tehnologia vieții sintetice pentru a crea celule care pot îmbunătăți lumea? S-ar putea ca ideea de îmbunătățire a unui inventator să devină arma altuia? Care sunt consecințele neprevăzute ale creării unor combinații de gene nemaivăzute în natură? Poate comunitatea vieții sintetice să se supravegheze singură, ferindu-se de ceea ce mentorul meu de la facultate, Thom Kaufman, numea „monștri purpurii cu trei capete” în jurul anului 1978, o perioadă în care pionierii tehnologiei ADN-ului recombinant stabileau procedurile de izolare care persistă și astăzi.
Venter abordează amenințarea „utilizării duale”, dar se concentrează mai mult pe aplicații mai fericite: vaccinuri care ar putea preveni o pandemie de gripă, alternative la antibiotice și noi surse de energie din părți neexplorate ale planetei și, posibil, dincolo de acestea. Dacă cineva ar putea valorifica o sursă de energie marțiană, el ar fi acela.
Întâlnirea cu Craig Venter
Am avut câteva întâlniri interesante cu Dr. Venter. Omul are o reputație asemănătoare cu cea a lui Darth Vader în unele cercuri, dar contactele mele trecătoare cu el au fost destul de pozitive.
La începutul carierei mele, când scriam mai ales pentru The Scientist și Genetic Engineering News, CV era întotdeauna disponibil pentru a oferi un citat, ușor de găsit la telefon în acele vremuri de dinainte de internet și de genom.
În 1999 m-a intervievat, pentru un scurt contract de redactare – dorea să creeze un atlas al trăsăturilor normale, fără boli, numai că genomul nu fusese încă secvențiat. Când l-am întâlnit, mergând pe un hol de la Celera Genomics, m-am simțit un pic ca Dorothy apropiindu-se de marele și puternicul Vrăjitor din Oz, dar el nu era deloc așa. În câteva minute ne terminam reciproc propozițiile.
Un an mai târziu, la mijlocul iernii 2000, m-am confruntat cu o enigmă. Cea de-a patra ediție a manualului meu de genetică umană urma să fie publicată în iulie, nu mai puteam face nicio editare după aprilie și știam că cele două echipe care secvențiau genomul uman se îndreptau cu viteză spre linia de sosire. Cine va fi primul? Când? Și, cel mai important, va fi gata până în toamnă, când cartea mea va ajunge în mâinile studenților?
Cei de la guvern nu mi-au răspuns la telefon. CV mi-a trimis un e-mail în care îmi spunea că nu poate să-mi spună. Știam că se întâmplă ceva. Așa că, fiind în modul manual, i-am trimis o întrebare test:
Dacă ar fi să scriu, într-o carte de genetică publicată în iulie 2000, că genomul uman a fost secvențiat, ar fi (a) Adevărat sau (b) Fals. El a răspuns.
Câțiva ani mai târziu, Dr. Venter a ținut discursul de închidere la întâlnirea anuală a Societății Americane de Genetică Umană. Nu au fost prea mulți prezenți. CV-ul a descris variantele sale de risc pentru Alzheimer și boli cardiovasculare și a anunțat, de asemenea, că a aflat că are ochii albaștri, o preferință pentru activitățile de seară și căutarea de noutăți, precum și o tendință spre abuz de substanțe. „Pot să beau două cafele duble cu lapte și să le spăl cu un Red Bull și să nu mă afecteze”, a mai aflat el din secvența sa genomică. Comparându-și genomul cu cel al lui Jim Watson, descoperitorul ADN-ului, Venter a glumit: „Probabil că nu ați bănui acest lucru pe baza înfățișării noastre, dar amândoi suntem oameni de știință albi și chei.”
Dintre toate acestea, saga etichetei de secvență exprimată de pe vremea când era la NIH, până la secvențierea genomului uman, ceea ce m-a entuziasmat cel mai mult în lunga carieră de cercetare a lui Craig Venter a fost secvențierea genomului Mycoplasmei, un organism atât de dezgolit încât ar putea dezvălui setul minim de gene necesar pentru viață. Manualul meu a inclus întotdeauna această idee. Și, fiind atât de mică, Mycoplasma a oferit un obiectiv în cazul în care cineva ar dori să încerce să creeze o celulă vie. Și asta este ceea ce au făcut Dr. Venter și numeroșii săi colegi. Și, din nou, s-a intersectat cu cariera mea.
La 20 mai 2010, am participat la Simpozionul prezidențial al întâlnirii anuale a Societății Americane de Terapie Genică și Celulară, în Washington DC. Într-o sală plină cu 2.000 de geneticieni, mulți dintre ei plângând, un băiat de 9 ani a intrat pe scenă – Corey Haas devenise capabil să vadă datorită terapiei genice. Povestea lui este subiectul cărții mele The Forever Fix: Gene Therapy and the Boy Who Saved It (St. Martin’s Press, 2012).
M-am întrebat de ce la conferința de presă despre terapia genetică a fost atât de puțin prezentă și nu a fost nicio media evidentă la prezentarea istorică. Pentru că, în celălalt capăt al orașului, Craig Venter anunța că a creat viața, inspirând postarea mea de pe blog Creating Life and Curing Blindness.
Cea mai surprinzătoare amintire a mea despre un discurs al lui Venter a fost la cea de-a 4-a Întâlnire internațională privind polimorfismele de nucleotide unice și analiza complexă a genomului, care a avut loc la Stockholm în perioada 10-15 octombrie 2001. Participarea a fost scăzută din cauza recentelor atacuri de la 11 septembrie. The Scientist m-a trimis, pe vremea când publicațiile făceau acest lucru. CV nu numai că a venit, dar a șocat mulțimea rară când, după ce a vorbit timp de o jumătate de oră și a prezis că secvențierea genomului uman va dura într-o zi două ore, a tăcut brusc.
Craig Venter și-a coborât capul pentru o perioadă de timp incomod de lungă, în timp ce în spatele său se derulau fotografii cu Ground Zero. A spus el, uitându-se în cele din urmă în sus, dar fără să se întoarcă la ecran, în lacrimi, „acestea sunt diapozitive greu de privit pentru mine, și ar trebui să fie și pentru tine. Am fost acolo săptămâna trecută. Oficialii criminaliști au cerut Celera să ne ajute cu secvențierea, să folosim metodele noastre de mare capacitate pentru a ajuta la identificarea rămășițelor pentru familii. Așa că am făcut aceste fotografii.” Încă o tăcere lungă. „Niciodată, niciodată nu m-am gândit că va trebui să facem criminalistică ADN la acest nivel și din acest motiv.”
Mă bucur că astăzi are un nou motiv – explorarea a ceea ce poate face viața.
.