A LEGEGYSZERŰBB SEJT ÖSSZETETT ÉLETE

Az élet nem egyszerű, avagy a legegyszerűbb sejt összetett élete

Szük Bendegúz L. 2016.04.10.

Az elmúlt évtizedekben biológus, genetikus kutatók jelentős energiát fordítottak arra, hogy megpróbálják összeállítani azt a minimális génkészlettel rendelkező sejtet, amely már képes az önálló életre. Craig Venter próbálkozásairól már 2002-ben is hírt adtunk a Magyar Keresztény Tudományos Társaság honlapján (az Origo akkori cikke: http://www.origo.hu/tudomany/elet/20021125keszul.html). Akkor még Venter abban bízott, hogy 300 gén elegendő lesz a minimális génkészlettel rendelkező, de még élő sejt eléréséhez. Természetesen a kutatások egyik mellékes célja, hogy megállapítsák, hogy milyen tulajdonságokkal kellett bírnia az állítólagos első sejtnek.

Craig Venter csapata a Mycoplasma mycoides nevű baktérium egyedeinek egyes génjeit távolította el mindaddig míg az egysejtűek életképesek maradtak. Végül az eredményül kapott, „Syn 3.0“-nak nevezett minimális génkészlettel rendelkező baktérium 473 génnel rendelkezik, amelyek nélkül immár bizonyítottan nem lehetséges az élet. Az így kapott genom (a 473 gén) teljes hossza 531,000 bázispárból áll, vagyis több, mint félmilliónyi elemi építőelemből (lásd a lenti Magyarázatot). Azonban ez a szám bőven meghaladja azt, amit az evolucionisták korábban reméltek, ezzel is tovább növelve az úgynevezett „valószínűtlenség hegyének“ magasságát (Richard Dawkins: A Valószínűtlenség Hegyének meghódítása, Műszaki Könyvkiadó, 2001), vagyis az állítólagos első sejt is annyira összetett, bonyolult, hogy természetes létrejötte nem csak valószínűtlen, hanem lehetetlen. A Valószínűtlenség Hegye, a Lehetetlenség Hegyének nőtte ki magát!

Az eredeti tanulmány a Science magazinban jelent meg [1], amely mentén számos neves populáris tudományos magazin tette közzé és magyarázta a híreket. Ez a kutatás nem nem egy könnyű, gyors eredményeket adó kutatás volt, az eredeti cikket 23 kutató jegyzi és nyilvánvalóan legalább 15 év munka áll mögötte, nem beszélve azon sok száz szakértőről, akik a korábbi években számos gén funkcióját írták le s ezzel is hozzájárultak a munkához.

Maga a Science magyarázatában az alábbiakat írja a „Szintetikus mikrobának kevesebb génje, de sok rejtélye maradt“ című cikkében [2]:
„Kezdetben két csapatot hoztunk létre ugyanazon feladattal: minden rendelkezésre álló genetikai ismerettel meg kellett tervezni egy bakteriális kromoszómát a feltételezett minimális genommal. Mindkét javaslatot azután szintetizáltuk és beültettük egy M. capricolum mikroorganizmusba, hogy láthassuk, élőlényt jön-e létre valamelyikből.“
„A nagy hír az, hogy nem sikerült“ mondta Venter. „Meglepődtem“. Egyik kromoszóma sem hozott létre élő mikrobát.„Nyilvánvaló,“ mondta Venter, „hogy a jelenlegi biológiai ismereteink nem elégségesek ahhoz, hogy leüljünk, megtervezzünk egy élőlényt és felépítsük.“

Ezért újrakezdték munkájukat és a több, mint 900 gént tartalmazó Syn 1.0 élőlényből felülről lefelé haladva, egyesével töröltek géneket. Végül 473 génre volt szükség a minimális élőlényhez, ugyanakkor meglepetésre ezekből 149 olyan alapvető, az élethez feltétlenül szükséges gén, amelyeknek jelenleg nem ismerjük a funkcióját. Amint vizsgálták az egyes géneket természetesen sok új alapvető felfedezést is tettek és jól látható, hogy még mindig sok mindent meg kell értenünk a sejtek működésével kapcsolatban.

A New Scientist [3] a brit University of Edinburgh biomérnökét, Alistair Elfick-et idézi: „Ennyi gént találni ismeretlen funkcióval, elég nyugtalanító, de izgalmas is, mert még sok mindent tanulhatunk.“ Továbbá: „Ha már Istent játszunk, igazából nem végzünk túl jó munkát. Csak karcsúsítani azt, ami már megtalálható a természetben, nem tűnik túl istenszerűnek és egy biztos, hogy elég alázatra intő gyakorlat.“ Úgy tűnik, hogy Elfick nem hallott róla, hogy februárban visszavontak egy cikket, mert csupán stilisztikai szófordulatból megemlítette a Teremtőt.

J. Craig Venter is alázatról beszélt a Live Science [4] és a Phys.org [5] cikkében: „Azt mutatjuk meg, hogy mennyire összetett az élet még a legegyszerűbb szervezetek esetén is.“ „Ilyen tekintetben az eredmények alázatra visznek.“ És bizony, itt lenne az ideje, hogy a tudományos társadalom teljessége alázattal tekintsen az eredményekre, az élet elképesztő összetettségére és tervezett funkcionalitására és szépségére.
A Phys.org cikke azt is megemlíti, hogy minimális gének száma természetesen alapvetően függ a környezettől, amelyben a baktérium él. A mostani eredmények a baktérium számára biztonságos és „kényelmes“ környezetre szól, de az koránt sem biztos, hogy a külvilágban életképes lenne.

Összefoglalva, a kutatások eredményeképpen egy olyan minimális génkészlettel rendelkező élőlényt sikerült létrehozni, amely még mindig rendkívül bonyolult, hiszen nem csak az intelligens kódolással, hanem a kód másolási képességével, a kódból fehérje előállítási képességével is rendelkezik, továbbá a sejtosztódás különböző lépéseinek megtételére, tápanyag felvételére és feldolgozására is alkalmasnak kell lennie. A legegyszerűbb sejt is tele van mechanikai szerkezetekkel, mikrorobotokkal. Egy évszázaddal ezelőtt még nagyon egyszerűnek gondolták a sejteket, amelyek igen könnyen létrejöhettek és ez alapot adott az evolucionista gondolkodásnak. Ma már tudjuk, hogy a legegyszerűbb sejt is rendkívül bonyolult és ezzel együtt elképzelhetetlen, hogy molekulák véletlenszerűen egy ilyen összetett élőlényt hozzanak létre, amelynek működését sok ezer kutatónak, több évtizedes munkával sem sikerült megértenie. A legegyszerűbb sejt is olyan tervezettséget, technológiát tartalmaz, amely meghaladja az emberi tudományt és az embernél nagyobb intelligenciát feltételez!

Magyarázat:

Irodalmi szempontból: Ha emberi szövegre gondolnánk, akkor 3 bázispár 64 különféle karaktert kódolhat, amelybe belefér a 26 betűs angol ABC kis és nagy betűi, és még 12 írásjel, vagyis szöveg írására alkalmas. Ilyen szempontból ezt a génállományt úgy képzelhetjük el, mint egy könyvet, amely 473 önálló bekezdésből áll, összesen 177 ezer betűvel. Minden szava jól értelmezhető és pontos leírást tartalmaz funkcionális alkatrészekről, folyamatokról, akár csak egy összetett berendezést leíró vastag könyv. Ha egy ilyet meglátunk a polcon, el tudjuk-e képzelni, hogy véletlen folyamatok hozták létre?
Informatikai szempontból: gondolnánk-e azt, hogy egy C nyelven írt program, amely 473 objektumot, eljárást, függvényt tartalmaz, több, mint 132 kbyte forrásszöveggel random jött létre? A program fut, működik, saját fordításának módját is tartalmazza gépi kódra.

A kutatóintézet honlapja fényképekkel: http://www.jcvi.org/cms/research/projects/minimal-cell/photos/

Külön köszönet David Coppedge-nek, az ő írása szolgált ennek a cikknek az alapjául. (http://crev.info/2016/03/minimal-cell-challenges-naturalism/)

Irodalom

  1. Clyde A. Hutchison III és mások: Design and synthesis of a minimal bacterial genome. Science Vol 351, Issue 6280, 25 March 2016 (http://science.sciencemag.org/content/351/6280/aad6253)
  2. Robert F. Service: Synthetic microbe has fewest genes, but many mysteries, Science 25 Mar 2016: Vol. 351, Issue 6280, pp. 1380-1381, DOI: 10.1126/science.351.6280.1380 (http://science.sciencemag.org/content/351/6280/1380)
  3. Artificial cell designed in lab reveals genes essential to life (https://www.newscientist.com/article/2082278-artificial-cell-designed-in-lab-reveals-genes-essential-to-life/)
  4. Jesse Emspak: Tiny Artificial Life: Lab-Made Bacterium Sports Smallest Genome Yet, Live Science Contributor, March 24, 2016
  5. Malcolm Ritter: Microbe with stripped-down DNA may hint at secrets of life March 24, 2016 (http://phys.org/news/2016-03-microbe-stripped-down-dna-hint-secrets.html)