Život jako digitální informace

Tým odborníků z Institutu Craiga Ventera sestavil v laboratorních podmínkách kompletní genom bakterie Mycoplasma genitalium. Tedy řetězec DNA dlouhý téměř 600 000 párů bází. Pokud by ho vložili do bakteriální buňky zbavené její vlastní DNA, mohl by jí skutečně "vdechnout život". Nic podobného sice zatím neudělali, ale nemusel by to být až takový problém. Potřebná technologie existuje. Craig Venter se svými lidmi už loni v červnu oznámil úspěšnou transplantaci genomu mykoplazmy do buňky příbuzného druhu.

Venter je vůbec zajímavý chlapík. Na sklonku 20. století se svou firmou přečetl lidský genom a úspěšně závodil s konkurenčním projektem financovaným z veřejných zdrojů. Potom se vrhl na syntetickou biologii. Mimo jiné se pokouší najít takzvaný minimální genom: sadu co nejmenšího množství genů, které ještě udrží nějaký organismus při životě. Mycoplasma genitalium je vhodným studijním materiálem. Je to velmi jednoduchá bakterie a vědci ji vypínáním jednotlivých genů dělají ještě jednodušší. Proč se o něco takového pokoušejí? K tomu se dostaneme za chvíli. Nejprve se musíme vrátit ke zmíněnému "stvoření života", které tak docela stvořením života nebylo.

Ani život, ani stvořený
Bakteriální genom sám o sobě, samozřejmě, není živý. Je to jen řetězec DNA, i když proklatě dlouhý. Můžeme ho přirovnat k operačnímu systému, který se bez instalace do počítače nijak neprojeví. A samotný počítač, tedy bakteriální buňku, zatím člověk uměle vyrobit nedokáže. Všechny informace potřebné k výrobě buňky jsou sice v genomu obsaženy, ale genom sám sebe přečíst neumí - tak jako to neumí operační systém vypálený na CD.

Ale dokonce ani samotný umělý genom nevznikl tak, jak bychom si u umělého genomu představovali - tedy spojením jednoduchých molekul v nějaké chemické aparatuře. I to je totiž zatím nad síly vědců. Pomoci jim musely dva jednobuněčné organismy: bakterie Escherichia coli a kvasinka, které ve svých buňkách spojily kratší řetězce DNA do kompletního genomu bakterie Mycoplasma genitalium.

A konečně: genom není umělý ani ve smyslu "vymyšlený lidmi". Je to pouze kopie DNA, která už v přírodě existuje.

Pouze technologie. Ale špičková
Pro sestavení genomu mykoplazmy Venterovým lidem posloužily kratší úseky DNA, které si nechali vyrobit u tří biotechnologických firem. Genetik George Church to pro New York Times komentoval poněkud posměšně, když prohlásil, že zatím ukázali pouze to, že si dovedou koupit hromadu DNA a potom ji pospojovat do jednoho kusu. To je ale přehnaně tvrdé hodnocení. Ono pospojovat kratší úseky do řetězce dlouhého téměř 600 000 bází není vůbec snadné. Dosavadní rekord Venterovi lidé překonali zhruba dvacetinásobně.

Nicméně to vystihuje povahu jejich úspěchu. Nejde ani tak o umělý život, jako o další krok v manipulaci s genetickou informací. V blízké budoucnosti bychom mohli být schopni vyrábět mikroorganismy produkující užitečné léky nebo třeba vodík pro palivové články.

Mohlo by se zdát, že takové úsilí je zbytečné a neefektivní. Než vytvářet od základu nové genomy, je jednodušší a levnější vylepšovat už existující bakterie vnášením příslušných genů.

Craig Venter ale tvrdí, že vývoj v tomto směru kopíruje vývoj technologie počítačových čipů. Ta byla kdysi také neuvěřitelně nákladná. Syntetizovat řetězce DNA umíme stále rychleji, spolehlivěji a levněji. Podle Ventera se jednou, a nebude to dlouho trvat, cena sníží natolik, že bude skutečně výhodnější vytvořit zcela nový organismus, než modifikovat organismus už existující.

Umělé organismy by navíc měly být bezpečnější než organismy geneticky upravené, protože by byly postavené na minimálním životaschopném genomu a nepřežily by mimo laboratoř, kde je vědci rozmazlují absolutním komfortem.

Digitalizace biologie
Přestože tedy nebyl stvořen umělý život, jsme svědky čehosi zásadního. Na život se začínáme dívat jako na nástroj, se kterým lze manipulovat a využívat ho podobně, jako inženýři využívají vlastnosti oceli nebo elektrického proudu.

Minulý týden se na konferenci s názvem Digital, Life, Design v Mnichově sešli dva z nejvlivnějších biologů současnosti: Craig Venter a Richard Dawkins, autor Sobeckého genu. Dawkins prohlásil, že genetika se stala jedním z odvětví informačních technologií. Podobně se vyjádřil i Venter, který podle svých slov pracuje na digitalizaci biologie. Život je podle něj jako strojní zařízení, a pokud se ho naučíme ovládat, získáme nebývale účinnou technologii.

Zatím je obtížné předvídat, jaké úžasné možnosti nebo temné hrozby se v této technologii skrývají. Ale jedno je jisté: zatímco 20. století patřilo fyzikům, 21. století vládne biologie.

Videozáznam diskuse Craiga Ventera a Richarda Dawkinse na konferenci Digital, Life, Design