Ξαναγράφοντας τον γενετικό κώδικα

Eνα ακόμα αποφασιστικό βήμα προς τη δημιουργία «συνθετικής ζωής» η οποία θα είναι ολοκληρωτικά σχεδιασμένη στο εργαστήριο ανακοινώθηκε αυτές τις μέρες στις ΗΠΑ. Πρωταγωνιστής αυτού του παράτολμου εγχειρήματος είναι ο διάσημος γενετιστής George Church, καθηγητής γενετικής στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ, ο οποίος θεωρείται παγκοσμίως ο κορυφαίος εκπρόσωπος της συνθετικής βιολογίας.

Εδώ και μερικούς μήνες ήταν γνωστό ότι αυτός και οι συνεργάτες του πειραματίζονταν με μονοκύτταρους οργανισμούς (βακτήρια) που θα διαθέτουν έναν συνθετικό γενετικό κωδικά, εντελώς διαφορετικό από τον κανονικό.

Για να κατανοήσουμε την πραγματική σημασία αυτών των ερευνών πρέπει να θυμίσουμε ότι ο «γενετικός κώδικας» είναι ένας και κοινός για όλα τα ζωντανά κύτταρα, ανεξάρτητα από το αν αυτά ανήκουν σε μονοκύτταρους οργανισμούς όπως τα βακτήρια ή πολυκύτταρους όπως ο άνθρωπος.

Ο γενετικός κώδικας είναι ο γενικός κανόνας για τη σύνθεση των πρωτεϊνών από τα κύτταρα, δηλαδή για τη μετάφραση της πληροφορίας των γονιδίων σε πρωτεΐνες.

Πιο συγκεκριμένα, σύμφωνα με αυτόν τον κανόνα, μια τριάδα από τα νουκλεοτίδια που συγκρατούν το DNA των γονιδίων «κωδικεύει» για ένα από τα 20 διαφορετικά αμινοξέα που συγκροτούν τις πρωτεΐνες.

Πριν από μισό αιώνα, στα μέσα της δεκαετίας του 1960, ανακάλυψαν ότι η αλληλουχία των τριάδων από νουκλεοτίδια ή, όπως ονομάζονται, «κωδικονίων» αντιστοιχεί στην αλληλουχία των αμινοξέων κάθε πρωτεΐνης και διαπίστωσαν ότι υπάρχουν 64 κωδικόνια.

Από αυτά τα 64 κωδικόνια (τριπλέτες νουκλεοτιδίων) τα 3 χρησιμεύουν ως σήματα στοπ για τον τερματισμό της σύνθεσης πρωτεϊνών, ενώ τα υπόλοιπα 61 περιέχουν -κωδικευμένη σε τριπλέτες- την πληροφορία για τη σύνθεση των 20 διαφορετικών αμινοξέων από τα οποία αποτελείται η κάθε πρωτεΐνη που παράγεται από τα κύτταρα.

Από αυτή τη σύντομη περιγραφή προκύπτει ότι αφού τα αμινοξέα των πρωτεϊνών είναι 20 τότε στο DNA υπάρχουν πολλά κωδικόνια που κωδικεύουν για το ίδιο αμινοξύ.

Aυτά τα κωδικόνια ονομάζονται «συνώνυμα» και υπάρχουν γιατί η αποτύπωση της ίδιας γενετικής πληροφορίας σε επαναλαμβανόμενες τριπλέτες προστατεύει από τις καταστροφικές μεταλλάξεις τη θεμελιώδη λειτουργία της σύνθεσης πρωτεϊνών.

Είναι λοιπόν θεωρητικά εφικτό να αντικαταστήσουμε μέσω της γενετικής μηχανικής ένα από αυτά τα συνώνυμα κωδικόνια με κάποιο άλλο χωρίς να βλάψουμε τη λειτουργία των κυττάρων. Κάτι που έχει ήδη επιτευχθεί στο εργαστήριο.

Πριν από λίγες μέρες όμως ο George Church και η ομάδα του ανακοίνωσαν στο περιοδικό «Science» ότι κατάφεραν να δημιουργήσουν μια παραλλαγή του γνωστού βακτηρίου Escherichia coli, η οποία διαθέτει όχι ένα αλλά επτά διαφορετικά κωδικόνια, τα οποία δεν φαίνεται να επηρεάζουν τη φυσιολογική λειτουργία του μονοκύτταρου οργανισμού.

Ευγονικά όνειρα ή εφιάλτες;

Πρόκειται για ένα σημαντικό βιοτεχνολογικό επίτευγμα. Για ένα πρώτο βήμα που τα επόμενα χρόνια θα επιχειρήσουν να το διευρύνουν αλλάζοντας -κατά βούληση- όχι μόνο τα υπαρκτά στη φύση κωδικόνια αλλά και την κυτταρική μηχανή που αναγνωρίζει και μεταφράζει σε πρωτεΐνες αυτές τις γονιδιακές πληροφορίες.

Αν αυτό επιτευχθεί, τότε η βιοτεχνολογία μας θα είναι σε θέση όχι απλώς να εξαλείφει ή να αντικαθιστά συγκεκριμένα γονίδια, αλλά και να κατασκευάζει στο εργαστήριο κύτταρα ικανά να παράγουν πρωτεΐνες που δεν υπάρχουν στους φυσικούς οργανισμούς!

Αυτά τα εργαστηριακά σχεδιασμένα «συνθετικά βακτήρια» θα ήταν απρόσβλητα από τους συνήθεις ιούς και θα αποτελούσαν δήθεν ιδανικές βιολογικές μηχανές για την παραγωγή φαρμακευτικών ουσιών, βιομηχανικών πρώτων υλών χρήσιμων για τον άνθρωπο (και μόνο). Εχοντας κατά νου αυτή την «ειδυλλιακή» προοπτική, 25 διαπρεπείς Αμερικανοί επιστήμονες εξήγγειλαν τον περασμένο Ιούνιο την πρωτοβουλία «Human Genome Project-Write».

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του «Προγράμματος Ανθρώπινο Γονιδίωμα», οι 25 κορυφαίοι ειδικοί θέτουν, σήμερα, τον ακόμη πιο φιλόδοξο στόχο να επέμβουν με τα εργαλεία της γενετικής μηχανικής και να τροποποιήσουν τον κώδικα της ζωής ώστε να δημιουργήσουν στο εργαστήριο εντελώς αφύσικους οργανισμούς που, όπως ισχυρίζονται, θα είναι ιδιαίτερα επωφελείς στη γεωργία και την ιατρική.

Πρωταγωνιστής και εμπνευστής αυτής της πρωτοβουλίας είναι ο George Church, τις έρευνες του οποίου μόλις παρουσιάσαμε. Μια σχεδόν βιβλική φιγούρα που κατά καιρούς έχει διατυπώσει προκλητικές απόψεις, όπως π.χ. την αναβίωση των μαμούθ ή την ελεύθερη γενετική επέμβαση σε ανθρώπινα έμβρυα για θεραπευτικούς σκοπούς.

Ευτυχώς, δεν συμφωνούν οι περισσότεροι ειδικοί με τέτοια υπερβολικά φιλόδοξα, αλλά επιστημονικά και ηθικά αμφίβολα, επιστημονικά προγράμματα. Διότι, σε αυτή την περίπτωση, δεν πρόκειται απλώς για την «ανάγνωση» των γονιδίων αλλά για την άμεση επέμβαση του ανθρώπου στη δομή και τις λειτουργίες τους.

«Δεν θεωρούμε ότι έχουν ωριμάσει οι συνθήκες για τη χρηματοδότηση ενός τέτοιου εγχειρήματος. Η σύνθεση του γονιδιώματος ολόκληρων οργανισμών είναι πολύ πέρα από τις σημερινές επιστημονικές μας ικανότητες και θέτει δυσεπίλυτα ηθικά και κοινωνικά προβλήματα» εξήγησε σε επίσημη ανακοίνωσή του ο Francis Collins, αδιαμφισβήτητος πρωταγωνιστής του επιτυχούς «Προγράμματος Ανθρώπινο Γονιδίωμα».