Sintetinės gyvybės kūrėjai renkasi vis naujus iššūkius

Jei anksčiau buvo modifikuojama tai, ką sukūrė gamta, šiuo metu sintetinės biologijos srityje dirbantys mokslininkai bando sukurti gyvybę iš negyvų elementų nuo nulio. Pagrindinis jų tikslas – ne tik suprasti gyvojo pasaulio prigimtį, bet ir sukurti visiškai kontroliuojamas modelines sistemas, skirtas ligų tyrimui ir gydymui. Apie Vokietijos Molekulinės biologijos institute (IMB) vykdomus mokslinius tyrimus pasakoja mokslininkas Christopheris Dieteris Reinkemeieris. Jo atviroje paskaitoje dalyvauti kviečiame Mokslo, inovacijų ir technologijų agentūros (MITA) rugsėjo 18-20 d. organizuojamo renginio „Biohakatonas I Gyvybės kodas 2020“ metu. 

Mainco Johaneso Gutenbergo universiteto miestelyje, Vokietijoje įsikūrusiame Molekulinės biologijos institute (IMB) vystomi biologijos, epigenetikos ir DNR redagavimo moksliniai tyrimai. Paklaustas apie pirmąją sintetinę gyvybę, IMB dirbantis tyrėjas Christopheris Dieteris Reinkemeieris tvirtina, kad tam iš dalies jau pritaikytos natūraliai gamtoje egzistuojančių bakterijų sistemos. Pavyzdžiui, genetiškai modifikuotos E. coli bakterijos gali skaidyti celiuliozę ir pagaminti įvairius žmonėms naudingus cheminius junginius, įskaitant ir dyzeliną. 

Tačiau Christopheris ne tik domisi dirbtinės gyvybės kūrimu – jis ir pats prisideda prie šios mokslo srities vystymo. Kartu su mokslininkų komanda Christopheris sukūrė pirmąsias sintetines organeles. Jo vystoma technologija sutelkta į atskirų ląstelės dalių modifikavimą, leidžiantį naujomis funkcijomis papildyti ląsteles jų nepažeidžiant. Tai įgalins ne tik geriau pažinti baltymus jų natūralioje aplinkoje, bet ir baltymų inžinerijos srityje dirbantiems biologams suteiks galingą įrankį – platformą, kurioje pusiau sintetiniu būdu bus galima modifikuoti eukariotines sistemas. Dėl šios priežasties mokslininkai galės geriau suprasti atskirų ląstelės komponentų veikimą, jų tarpusavio sąveikas ir šias žinias pritaikyti bioinžinerijoje, pavyzdžiui, vakcinų ar vaistų kūrimui.   

Sintetinės ląstelės kūrimas – svarbus mokslo žingsnis, pakeičiantis net požiūrį į gyvybės sąvoką. Christopheris sutinka, kad dirbant sintetinės biologijos srityje anksčiau ar vėliau iškyla etiniai klausimai, pavyzdžiui, kas gali atsitikti, kai žmogaus sukurta sintetinė gyvybė susitiks su natūraliu gamtos pasauliu? Tačiau, jo požiūriu, etinius klausimus tikslinga kelti kalbant apie technologijų taikymą, o  šiuo metu kuriami tik laboratoriniai įrankiai, skirti geriau suprasti ląstelės biologiją, ištirti jos fiziologines savybes ir koreguoti pažeidimus.

Biohakatono mentoriaus bioinformatiko, dr. Justo Dapkūno teigimu, Lietuvoje siauresne prasme sintetinė biologija naudojama kiekvienoje molekulinių gyvybės mokslų laboratorijoje tyrinėjant, kaip veikia gyvos sistemos. Be to, jau yra nemažai fundamentalaus mokslo pasiekimų, kurie gali prisidėti prie sintetinės biologijos pažangos. „Visų pirma į galvą ateina čia atrasti ir tobulinami genų redagavimo įrankiai, kuriami nauji epigenomų tyrimo metodai, mikroskysčių tyrimai. Startuolis „Biomatter Designs“ siekia kompiuterinio modeliavimo būdu sukurti naujus, geresnius baltymus, kokių nėra gamtoje. Verti dėmesio ir Vilniaus universiteto studentų pasiekimai – iš tarptautinio sintetinės biologijos konkurso iGEM jie kasmet grįžta su medaliais“, – vardina dr. J. Dapkūnas.

Jo teigimu, šiuolaikiniai biologijos moksliniai tyrimai nevyksta be kompiuterinių metodų ir duomenų analizės, todėl būtina skatinti bendradarbiavimą ir apsikeitimą žiniomis tarp gyvybės mokslų atstovų ir informacinių technologijų žmonių: „Iš savo darbo patirties žinau, kad toks bendravimas gali būti labai sudėtingas, todėl turėdamas abiejų sričių patirties šiame biohakatone sutikau dalyvauti kaip mentorius“. Svarbiausiu biohakatono rezultatu dr. Justas Dapkūnasįvardina biologijos, medicinos ir informacinių technologijų srityse dirbančių žmonių su skirtingomis patirtimis bendradarbiavimą siekiant kartu išspręsti aktualias problemas.

Rugsėjį vyksiantis naujausių biomokslų srities pasiekimų ir informacinių technologijų (IT) sinergija pagrįstas tarptautinis renginys „Biohakatonas I Gyvybės kodas 2020“ apims pagrindines gyvybės mokslų industrijos temas, pavyzdžiui, personalizuota medicina, dirbtinio intelekto pritaikymo ir panaudojimo galimybės šiuolaikinėje medicinoje, visuomenės senėjimas, ligų diagnostika. Atsižvelgdami į susidariusią nepaprastąją situaciją visame pasaulyje, renginio organizatoriai dėmesį skirs ir COVID-19 iššūkiams.

„Biohakatonas – proga Lietuvos informacinių technologijų ir gyvybės mokslų industrijos talentams sukurti technologinius sprendimus ir inovacijas, kurios prisidės prie visuomenės gyvenimo kokybės gerinimo bei mokslo pažangos“, – sako MITA l. e. p. direktorius Gintas Kimtys.

Renginys organizuojamas pagal MITA įgyvendinamą projektą „Gyvybės mokslų industrijos plėtros skatinimas“, kuris yra finansuojamas Europos regioninės plėtros fondo lėšomis. Daugiau informacijos apie renginį rasite jo puslapyje.

Šaltinis: Mokslo, inovacijų ir technologijų agentūra