Czy kiedykolwiek stworzymy życie w laboratorium?

Zdjęcie: Matthew Horwood/getty images

W rzeczywistości Loeb jedynie spowodował, że niezapłodnione jajo jeżowca zaczęło
się dzielić po wystawieniu na działanie mieszaniny soli, był daleki od stworzenia życia
w laboratorium. Żaden naukowiec nigdy tego nie dokonał. A jednak to starożytne
marzenie nadal unosi się nad dziedziną zwaną biologią syntetyczną, której sama
nazwa zdaje się obiecywać stworzenie sztucznych form życia. Weźmy jedno z
najbardziej spektakularnych osiągnięć w tej dziedzinie, w 2010 roku naukowcy z J.
Craig Venter Institute w Maryland i Kalifornii ogłosili, że stworzyli „pierwszą
samopowielającą się syntetyczną komórkę bakteryjną”.

To jednak również nie było prawdziwe stworzenie życia, raczej szczególnie
efektowny, albo przerażający, zależnie od perspektywy, przykład inżynierii
genetycznej. Zespół stworzył bakterię należącą do gatunku występującego w
naturze, lecz z DNA zsyntetyzowanym w laboratorium metodami chemicznymi,
zmodyfikowanym według ich własnego projektu, zawierającym między innymi
zakodowany adres strony internetowej instytutu.

Stworzenie żywego organizmu całkowicie od podstaw to zupełnie inna sprawa. Czy
potrafimy odtworzyć życie z jego podstawowych, nieożywionych składników?
Niektórzy naukowcy próbują, w zeszłym roku badacze z USA i Europy opublikowali
„mapę drogową”, która ma im pomóc, jak to ujęli, „urzeczywistnić wizję budowania
komórek z części molekularnych”.

Wszystkie formy życia na Ziemi mają te same chemiczne składniki: DNA, które
koduje informacje genetyczne, białka budujące enzymy umożliwiające reakcje
chemiczne w komórkach, lipidy tworzące błony komórkowe i tak dalej. I wszystkie
istoty żywe składają się z pojedynczych komórek, które same w sobie są żywe,
noblista Paul Nurse nazywa je atomami życia. (Nie będę wchodził w spór o to, czy
wirusy, które są tu wyjątkiem, rzeczywiście są żywe). Więc jeśli stworzymy
laboratoryjnie wszystkie te molekuły i jakoś złożymy je w komórkę, czy to
oznaczałoby, że stworzyliśmy życie?

To pytanie czysto teoretyczne, bo nawet tego nie potrafimy. Komórki nie powstają
samorzutnie z mieszaniny swoich składników wrzuconych do probówki, są zbyt
złożone. Każda istniejąca komórka powstała przez podział innej komórki, jak to ujął
niemiecki fizjolog Rudolf Virchow, współtwórca teorii komórkowej w XIX wieku,
„każda komórka pochodzi od komórki”.

Zapewne już zauważyłeś problem, przecież to wszystko musiało się jakoś zacząć.
Skąd wzięła się pierwsza komórka? Innymi słowy, jak powstało życie? Nie wiemy,
choć teorii nie brakuje. W 1953 roku dwaj naukowcy z Uniwersytetu Chicagowskiego
przetestowali jedną z hipotez, że życie wyłoniło się z pierwotnej zupy chemicznej we
wczesnych oceanach, wytwarzając aminokwasy, składniki białek, z mieszaniny wody,
wodoru, metanu i amoniaku. W nawiązaniu do nagłówków sprzed pół wieku, Time
ogłosił, że eksperyment niemal doprowadził do powstania „cząsteczki życia”,
cokolwiek to miało oznaczać.

Bez względu na to, jak życie się zaczęło, niemal na pewno nie powstało ono naraz.
Coraz bardziej złożone cząsteczki musiały się rozwijać z prostszych, stopniowo
nabywając cech właściwych organizmom żywym. Ale sam fakt, że życie pojawiło się
na planecie, która kiedyś była jedynie skałą, wodą i prostymi gazami w atmosferze,
pokazuje, że stworzenie życia od podstaw musi być możliwe.

Niektóre części komórek potrafią się same zorganizować. Na przykład lipidy
budujące błony komórkowe spontanicznie łączą się w wodzie w pęcherzyki, chroniąc
swoje hydrofobowe fragmenty. Naukowcy z Holandii próbują stworzyć miniaturową
linię montażową, która wypełniałaby takie pęcherzyki białkami. Ale nie ma powodu,
by sądzić, że DNA, białka i inne składniki same z siebie ułożą się w struktury znane z
żywych komórek. Nie mamy pojęcia, jak sprawić, by wszystkie te elementy
zorganizowały się w coś żywego.

Ale czy nie byłoby mimo wszystko dość nieoryginalne stworzyć życie jedynie na
nasze podobieństwo albo podobieństwo bakterii? Dlaczego nie spróbować użyć
zupełnie innych składników molekularnych, napisać własną „piosenkę życia”, zamiast
odgrywać cudzą wersję? To faktycznie byłoby niezwykłe, ale jeszcze mniej wiemy, od
czego zacząć. Jak stworzyć coś, co pełni funkcję DNA i białek, ale nie jest nimi?

Sprowadza się to do nieco kłopotliwego faktu, że naukowcy nawet nie są zgodni co
do tego, co właściwie oznacza „życie”. Jak więc moglibyśmy rozpoznać, że je
stworzyliśmy, jeśli nie będzie przypominało tego, co znamy? Niektórzy badacze
twierdzą, że komputerowe „życie sztuczne”, algorytmy zdolne do samodzielnego
powielania się albo wytwarzania wzorów przemieszczających się po ekranie, które
mogą mutować i ewoluować, spełniają kryteria bycia naprawdę żywymi. W zeszłym
roku badacze z Google opisali, jak programy komputerowe zdolne do replikacji
wyłoniły się spontanicznie z takich, które tej zdolności nie miały, gdy umożliwiono im
łączenie się i dzielenie. Kierujący zespołem Blaise Agüera y Arcas argumentował, że
„życie syntetyczne nie różni się niczym od naturalnego”, ponieważ całe życie jest po
prostu pewną formą obliczeń.