תא סינתטי - צעד נוסף לקראת יצירת חיים מלאכותיים?

06. 03. 2018
הכנס הבינלאומי החמישי של אקזופוליטיקה, היסטוריה ורוחניות

חוקר הגנום ג'יי קרייג ונטר עשה את הצעד הבא במאמציו ליצור חיים מלאכותיים על ידי סינתזה של הגנום המלא של חיידק ושימוש בו כדי לשלוט בתא. ד"ר. ונטר קורא לתוצאה "תא סינטטי" ומציג את המחקר שלו כפריצת דרך גדולה שתסלול את הדרך ליצירת חיידקים מועילים שייצרו מוצרים כמו חיסונים ודלק ביולוגי.

במסיבת העיתונאים דר. ונטר תיאר את התא המלאכותי כמין המווסת את עצמו הראשון על הפלנטה שלנו, שההורה שלו הוא מחשב. "זו התקדמות פילוסופית באותה מידה שהיא התקדמות טכנית", אמר, והוסיף כי התא הסינטטי מעלה שאלות חדשות לגבי טבע החיים. מדענים אחרים מסכימים שהוא השיג את ההצלחה הטכנית של סינתזה של פיסת DNA גדולה, באורך מיליון גנים, בדיוק מספיק כדי להחליף את ה-DNA בתא המקורי. יש מדענים הרואים בגישה זו מופרכת, שכן ייקח שנים להנדס אורגניזמים חדשים, עד כה חלה רק התקדמות לייצור דלק ביולוגי בשיטות הנדסה גנטית קונבנציונליות, שבהן רק כמה גנים משתנים בכל פעם באורגניזמים קיימים ( חיידקים). הסיפור מבהיר שיש כמה דברים חשובים ביותר ש-Venter עדיין לא עשה.

המטרה של דר. המטרה של Ventera היא להשיג שליטה מלאה בגנום של חיידק על ידי סינתזה תחילה של ה-DNA שלו במעבדה ולאחר מכן עיצוב גנום חדש, משולל מרבים מתפקידיו המקוריים ומצויד בגנים חדשים כדי לכוון את הייצור של מוצרים שימושיים. "זה מאוד מאתגר להיות מסוגל לשחזר וליצור כל אות בגנום, כי זה אומר שאתה יכול לשים אותה בגנים שונים", אמר ג'רלד ג'ויס, ביולוג במכון המחקר סקריפס בלה ג'ולה, קליפורניה.

בתגובה לדו"ח המדעי הזה, הנשיא אובמה ביקש מהוועדה לביואתיקה של הבית הלבן להשלים מחקר של הסוגיות שהעלתה ביולוגיה סינתטית תוך שישה חודשים ולדווח לו על ממצאיה. הוא אמר שהפיתוח החדש מעורר דאגה אמיתית, אך לא פירט. ד"ר ונטר עשה את הצעד הראשון לקראת מטרה זו לפני שלוש שנים, והציע שניתן להחדיר את ה-DNA הטבעי של חיידק אחד לאחר ולהשתלט על התא המארח. בשנה שעברה, הצוות שלו סינתז קטע של DNA עם 1,080.000 בסיסים - היחידות הכימיות המרכיבות את ה-DNA.

בשלב האחרון, צוות בראשות Daniel G. Gibson, Hamilton O. Smith, ו-Drs. ונטר, בהצהרה בכתב העת Science, קובע, שה-DNA הסינתטי משתלט על תא החיידק בדיוק כמו ה-DNA הטבעי שלו, ואז התא מייצר חלבונים, המצוינים על ידי המידע הגנטי של ה-DNA החדש, במקום ה-DNA הטבעי שלו. הצוות הזמין 1000 יחידות של רצפי DNA מחברת Blue Heron המתמחה בסינתזת DNA ופיתחה טכניקה להרכבת קטעים קצרים יותר של גנום שלם. עלות הפרויקט עמדה על 40 מיליון דולר, רובם שולמה על ידי Synthetic Genomics, שהוקמה על ידי Dr. ונטר.

החיידקים שבהם השתמש ד"ר. עם זאת, Ventera אינו מתאים לייצור דלק ביולוגי. ד"ר. ונטר אמר שהוא יתמקד ביצירת אורגניזמים שונים. ל-Synthetic Genomics יש חוזה עם אקסון לייצור דלק ביולוגי מאצות. אקסון מוכנה להוציא עד 600 מיליון דולר אם כל התנאים שלה יתקיימו. ד"ר. ונטר אמר שהם ינסו להנדס את כל הגנום של האצות כך שנוכל לשנות 50 עד 60 פרמטרים שונים לצמיחתן, וליצור אורגניזמים סופר-פרודוקטיביים לייצור דלק. בטיולי היאכטה שלו ברחבי העולם, ד"ר ונטר ניתח את ה-DNA של מיקרואורגניזמים רבים במי ים, וכיום יש לו ספרייה של כ-40 מיליון גנים, בעיקר מאצות. גנים אלו יהיו המקור להבטיח שהאצות שנלכדו מייצרות כימיקלים שימושיים.

"אני חושב שקרייג ונטר קצת מגזים במשמעות של זה", אמר דיוויד בולטימור, גנטיקאי ב-Caltech. הוא תיאר את התוצאה כ"יצירה הוסר" טכנית ולא כפריצת דרך מדעית. "הוא לא יצר חיים, הוא רק חיקה אותם", אמר ד"ר בולטימור. גישה דר. Ventera אינו בהכרח דרך לייצור מיקרואורגניזמים מועילים, אמר ג'ורג' צ'רץ', חוקר גנום בבית הספר לרפואה של הרווארד. לירוי הוד מ"המכון לביולוגיה של מערכות" בסיאטל כינה את הדו"ח של ד"ר. Ventera, למרות שהוא מבריק, אמר שעלינו להבין תחילה גנים ורשתות ברמה נמוכה יותר לפני שננסה לעצב אורגניזמים שלמים מאפס.

בשנת 2002, אקרד וימר מאוניברסיטת המדינה של ניו יורק סינתזה את הגנום של נגיף הפוליו בסטוני ברוק. באמצעות הגנום הזה, הוא יצר וירוס חי שבו השתמש כדי להדביק ולהרוג עכברים. עבודתו של דר. Ventera על חיידקים דומה בעיקרון, אלא שהגנום של נגיף הפוליו הוא רק באורך של 7 יחידות, והגנום של החיידקים ארוך יותר מפי 500.

הקבוצה הסביבתית "חברי כדור הארץ" גינתה את הגנום הסינתטי כטכנולוגיה חדשה ומסוכנת ואמרה כי על ונטר לעצור כל מחקר נוסף עד לתקנות בטיחות מתאימות.. הגנום המסונתז של Dr. ונטרה מועתקת מחיידק טבעי שמדביק עיזים. לפני העתקת ה-DNA, ונטר אמר שהוא בחר מתוכו 14 גנים שיכולים להיות פתוגניים, כך שהחיידקים החדשים, גם אם הם יימלטו, כנראה לא יפגעו בעזים.

טענתו של דר. היצירה של תא סינטטי של Ventera מדאיגה אנשים שחושבים שזה אומר שהוא יצר צורת חיים חדשה או תא מלאכותי. "כמובן שזה לא נכון כי חומר המוצא שלו הוא צורת חיים ביולוגית", אמרה ד"ר ג'ויס מסקריפס. ד"ר. ונטר פשוט העתיק את ה-DNA ממין חיידק אחד והחדיר אותו לאחר. החיידק השני ייצר את כל החלבונים והאברונים בתא הסינטטי כביכול, על פי המפרטים המקודדים במבנה ה-DNA המוטבע. "אני חושש שכמה אנשים יסיקו את המסקנה שוונטר יצר צורת חיים חדשה", אמר ג'ים קולינס, מהנדס ביוטכנולוגיה באוניברסיטת בוסטון. "מה שהוא יצר הוא אורגניזם עם גנום טבעי מסונתז. עם זאת, אין זה אומר ליצור חיים מאפס או ליצור צורת חיים חדשה," הוא אמר.

מאמרים דומים