Έφτιαξαν κύτταρο από άβια υλικά, με ατελή κληρονομικότητα

Μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα ανακοίνωσε κάτι που μοιάζει βγαλμένο από εγχειρίδιο βιολογίας: ένα κύτταρο, το SpudCell, φτιαγμένο εξ ολοκλήρου από μη ζωντανά χημικά συστατικά, που τρέφεται, μεγαλώνει, αντιγράφει το DNA του και διαιρείται (Science, University of Minnesota). Αν επιβεβαιωθεί, είναι η πρώτη φορά που τόσες βασικές λειτουργίες της ζωής στήνονται κομμάτι-κομμάτι από την αρχή. Το «αν» όμως σηκώνει μεγάλο βάρος.

Από τη μία, μια κατασκευή που όντως ζει έναν κυτταρικό κύκλο. Από την άλλη, ένα σύστημα τόσο εύθραυστο που, μετά από πέντε κύκλους διαίρεσης, μόνο περίπου το 30% των θυγατρικών κληρονομούσε ολόκληρο το γονιδίωμα. Το υπόλοιπο έχανε κομμάτια από τις οδηγίες του (Science). Αυτό δεν είναι λεπτομέρεια· είναι η καρδιά του ζητήματος. Η κληρονομικότητα, το να περνάς σωστά το «εγχειρίδιό» σου στους απογόνους, είναι από τα πιο θεμελιώδη γνωρίσματα της ζωής, και εδώ δουλεύει μόνο μία στις τρεις φορές.

Τι ακριβώς είναι, και τι δεν είναι

Σκεφτείτε το σαν ένα ελάχιστο εργοστάσιο μέσα σε μια λιπιδική «φούσκα». Έχει μεμβράνη από λιπίδια, εργαστηριακό DNA με περίπου 36 γονίδια και 90.000 ζεύγη βάσεων (κλάσμα ενός συνηθισμένου βακτηρίου) κι ένα μινιμαλιστικό πακέτο από ριβοσώματα και ένζυμα (CNN, The Guardian). «Τρέφεται» παίρνοντας μικρά μόρια μέσω καναλιών και καταπίνοντας εξωτερικά «πακέτα ανεφοδιασμού», τα feeder vesicles. «Διαιρείται» επειδή πρωτεΐνες στη μεμβράνη τη στραβώνουν ώσπου να τσιμπήσει στα δύο (The New York Times).

Εδώ όμως ο ενθουσιασμός συναντά τους περιορισμούς. Το SpudCell δεν στέκεται μόνο του. Δεν φτιάχνει τα δικά του ριβοσώματα, τα μοριακά εργοστάσια που παράγουν πρωτεΐνες, οπότε πρέπει να του δίνονται έτοιμα απ' έξω. Χρειάζεται πλούσιο εργαστηριακό «διαιτολόγιο» με ATP και ένζυμα, και οι γραμμές του αντέχουν μόλις 5 έως 10 γενιές πριν καταρρεύσουν (CNN). Γι' αυτό οι ίδιοι οι ειδικοί αποφεύγουν τη λέξη «ζωντανό». Ο Drew Endy το περιέγραψε ως σύστημα με «μηδενική ικανότητα» να αυτοαναπαραχθεί εκτός του ελεγχόμενου πλαισίου του (CTV News).

Ένα ακόμη φρένο, καθοριστικό: η εργασία εμφανίζεται ως manuscript υπό αξιολόγηση. Δεν είναι peer-reviewed ούτε έχει αναπαραχθεί από ανεξάρτητο εργαστήριο (The Guardian). Οι αριθμοί που κυκλοφορούν προέρχονται κυρίως από δημοσιογραφικές περιλήψεις του ίδιου κειμένου.

Γιατί δεν είναι απλώς επανάληψη του 2010

Η σύγκριση με το ορόσημο του J. Craig Venter Institute είναι κρίσιμη, και συχνά παρανοείται. Το 2010 η ομάδα συνέθεσε χημικά ένα βακτηριακό γονιδίωμα και το μεταμόσχευσε σε ένα ήδη ζωντανό κυτταρικό «σασί», που μετά το ανέλαβε (Science, 2010). Το κέλυφος, τα ριβοσώματα, η οργάνωση προϋπήρχαν. Το SpudCell επιχειρεί κάτι διαφορετικό ως πρόβλημα μηχανικής: να συναρμολογήσει την ίδια την κυτταρική οργάνωση από γνωστά, μη ζωντανά μέρη. Δεν είναι «πρώτο συνθετικό κύτταρο ever», ούτε το 2010 ήταν ασήμαντο. Το πεδίο απλώς μετακινείται από τη μεταμόσχευση γονιδιώματος στη συναρμολόγηση λειτουργιών.

Πρακτικά; Η βιομηχανία ήδη παράγει φάρμακα με τροποποιημένα μικρόβια, με την ινσουλίνη σε E. coli ως κλασικό παράδειγμα, ενώ η precision fermentation δίνει πυτιά, βιταμίνες και πρωτεΐνες τροφίμων (FoodNavigator). Το SpudCell δεν ανταγωνίζεται τίποτα από αυτά: χρειάζεται περίπου 12 ώρες ανά γενιά έναντι μισής ώρας για το E. coli (The New York Times). Ρεαλιστικά, μιλάμε για εργαλείο έρευνας για τα επόμενα χρόνια, όχι για βιοαντιδραστήρα.

Το πραγματικό διακύβευμα βρίσκεται αλλού: στην ίδια τη γραμμή που χωρίζει τη χημεία από τη βιολογία. Το SpudCell δείχνει ότι μπορείς να στήσεις τη συμπεριφορά της ζωής χωρίς η ίδια η ζωή να «ξεκινήσει» αυτόνομα. Το επόμενο βήμα, το κύτταρο να φτιάχνει μόνο του ριβοσώματα και να κληρονομεί αξιόπιστα κάθε γονίδιο, είναι που θα κρίνει αν αυτό το 30% γίνει 100%. Μέχρι τότε, η γραμμή μένει εκεί, ορατή.