i

Aktuální číslo:

2024/4

Téma měsíce:

Obaly

Obálka čísla

Syntetická biologie: člověk, konstruktér života

 |  4. 5. 2014
 |  Téma: Život 2.0

Americký fyzik Richard Feynman kdysi prohlásil: „Co sám nedovedu postavit, tomu nemohu porozumět.“ Od fyzika, který svou vědeckou kariéru zahájil už v dětství opravováním rádií, takový výrok nepřekvapí. Ale v posledních letech ho berou za svůj i biologové.

Ztotožnili se s ním tak silně, že když v roce 2010 tým Craiga Ventera představil první mikroorganismus se syntetickým genomem a potřeboval přinést důkaz, že genom skutečně vznikl v laboratoři, a nikoli interními procesy v bakteriální buňce, použil ho jako genetický „vodoznak“. Spolu s dalšími dvěma citáty ho zašifroval do sekvence DNA, kterou do genomu ukryl. Stejně jako byl Richard Feynman mediální hvězdou druhé poloviny 20. století mezi fyziky, je Craig Venter na veřejnosti nejviditelnějším představitelem dynamicky se rozvíjejícího oboru století jednadvacátého: syntetické biologie.

Digitalizace biologie

S tím, jak rostou naše schopnosti genetickou informaci nejen číst, ale také do ní aktivně zasahovat, a dokonce ji uměle vytvářet, přibývá pokusů konstruovat biologické struktury, které nejsou pouhou kopií těch přírodních a jsou šity na míru našim potřebám. Ať už jde o nové metabolické cesty „transplantované“ do bakterií a kvasinek, nebo (do budoucna) o tvorbu organismů natolik odlišných od svých biologických vzorů, že by bylo na místě skutečně mluvit o organismech syntetických, byť se zatím učíme sestavovat „pouze“ genomy, nikoli celé buňky. Ty si musíme půjčovat od přírody. Buňka zbavená vlastní DNA je jako robot s odinstalovaným obslužným programem, připravený převzít instrukce svých nových pánů.

Sám Venter mluví o digitalizaci biologie, známý zoolog a evoluční biolog Richard Dawkins se obdobně nechal slyšet, že genetika se stala jedním z odvětví informačních technologií. A jak v jednom z našich textů píše Karel Drbal: „S přelomem tisíciletí se započala perioda syntetická, kdy můžeme konečně začít v biologii fungovat jako člověk moudrý a tvořit na základě znalostí a pochopení kompletních genomů.“

Syntetická biologie slibuje zásobit nás neomezeným množstvím biopaliv, zlikvidovat chemické znečištění životního prostředí, zvýšit zemědělské výnosy a zlepšit nutriční hodnotu potravin, dodat účinnější vakcíny, diagnostické i terapeutické pomůcky… Ale zároveň si lze představit i její zneužití bioteroristy nebo ekologické škody vzniklé nedomyšlenou aplikací jejích produktů ve volné přírodě.

Tematický speciál

Přehled možností syntetické biologie, její vymezení vůči „tradičním“ genetickým modifikacím a výhled do budoucna nabízí ve svém rozsáhlém příspěvku Karel Drbal:

O cestě syntetické biologie od prvních nesmělých krůčků genetického inženýrství k její dnešní roli při hledání cest z energetické krize vypráví v rozhovoru Evy Bobůrkové Václav Pačes:

O syntetických virech, které už dnes není problém vyrobit, mluví biochemik Jan Konvalinka:

Potenciální hrozby a etické otázky spojené s bouřlivým vývojem biotechnologií rozebírá Marek Vácha:

Opatrnost při zacházení s novými nástroji je jedna věc, iracionální obavy ze všeho umělého je věc druhá. Problematickému dělení na syntetické a přírodní se věnuje glosa Jany Kučerové:

O psychologických aspektech spojených s přijímáním a odmítáním syntetické biologie píše podrobněji Ivana Vajnerová:

Snaha využít DNA jako nanosoučástku nebo úložiště digitálních dat je téma pro Stanislava Mihulku:

Téma uzavírá sci-fi povídka Jaroslava Petra, kterého jinak známe spíše jako reprodukčního biologa a skvělého popularizátora vědy, především témat souvisejících s biotechnologiemi:

Další materiály připravujeme a v nejbližší době o ně téma rozšíříme. Ukážeme vám například, jak s možnostmi syntetické biologie pracují umělci, čím se zabývá společný tým kybernetiků a biologů v Plzni nebo co může syntetická biologie říci ke vzniku života. Tedy života verze 1.0, života „přirozeného“ – jakkoli naši autoři rozdíly mezi přirozeným a umělým poněkud relativizují. A ve Vesmíru, který vychází 7. května, najdete další dva s tématem související texty. Jan Toman zpracovává téma simulace biologické evoluce v počítači. Jeho článek Virtuální evoluce  je na internetových stránkách časopisu volně k dispozici. A Štefan Vilček rozebírá nedávný úspěch – syntézu kvasinkového chromozomu (text on-line přístupný předplatitelům).

Příjemné čtení přeje redakce časopisu Vesmír a vesmir.cz!

TÉMA MĚSÍCE: Život 2.0
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika, Biologie

O autorovi

Ondřej Vrtiška

Mgr. Ondřej Vrtiška (*1976) je původním vzděláním biolog se specializací na hydrobiologii (PřF UK), utekl z oborů žurnalistika a kulturní antropologie (obojí FSV UK). Od r. 2001 pracuje jako vědecký novinář, na téma „věda v médiích“ přednáší pro vědce i pro laickou veřejnost. Z úžasu nevycházející pozorovatel memetické vichřice. Občas napíná plachty, občas staví větrolam.
Vrtiška Ondřej

Další články k tématu

Na cestě od genetického inženýrství až ke stavebnici života

Naše dnešní znalost biologie nám poskytuje bohaté možnosti pro postupné pronikání do kódu života, a to způsobem velmi podobným tomu, jakým se...

Zlý úmysl stačí

Rozhovor s biochemikem Janem Konvalinkou z Ústavu organické chemie a biochemie o umělých virech a potenciálním nebezpečí, které představují.

Převrat: nová písmena „abecedy života“

Poprvé se podařilo, aby bakterie pracovaly s dědičnou informací, kterou jim vědci rozšířili o dvě zcela nová, syntetická písmena genetického kódu.

Od inzulinu k biopalivům

Vědci z Georgia Institute of Technology a Joint BioEnergy Institute donutili bakterii Escherichia coli, aby produkovala ekvivalent paliva...

A k čemu je to vlastně dobré, vy chytráku?

Vidíme to každý den. Pokroky vědy a techniky, umělé hmoty, umělá sladidla, umělá inteligence, umělá DNA… A k čemu je to vlastně dobré, nemůžeme...

DNA: poklad pro nanoinženýry

Fráze „kdybychom ji neměli, museli bychom si ji vymyslet,“ působí sice v případě DNA dost podivně, ale je to tak, přinejmenším v dramaticky se...

Strach, manipulace, naděje: synbio očima psychologa

Každý posun v historii lidstva, jakkoli pokrokový a potenciálně přínosný, se musí potýkat s lidskými strachy a obavami. S tím, jak a proč jsme...

Synt-etika: smíme vše, co umíme?

V den, kdy se tento text objeví na síti, již bude zastaralý. Objevy na poli molekulární biologie jsou totiž natolik rychlé, že než čtenář dočte...

Syntéza

„Tak co vám zdrhlo?“ zeptal se Jason Brown dvou mužů z ochranky postávajících na parkovišti před univerzitou. Padli mu do oka, hned jak vystoupil...

Doporučujeme

Přírodovědec v ekosystému vědní politiky

Přírodovědec v ekosystému vědní politiky uzamčeno

Josef Tuček  |  2. 4. 2024
Petr Baldrian vede Grantovou agenturu ČR – nejvýznamnější domácí instituci podporující základní výzkum s ročním rozpočtem 4,6 miliardy korun. Za...
Od krytí k uzavření rány

Od krytí k uzavření rány

Peter Gál, Robert Zajíček  |  2. 4. 2024
Popáleniny jsou v některých částech světa až třetí nejčastější příčinou neúmyslného zranění a úmrtí u malých dětí. Život výrazně ohrožují...
Česká seismologie na poloostrově Reykjanes

Česká seismologie na poloostrově Reykjanes s podporou

Jana Doubravová, Jakub Klicpera  |  2. 4. 2024
Island přitahuje návštěvníky nejen svou krásnou přírodou, ale také množstvím geologických zajímavostí, jako jsou horké prameny, gejzíry a aktivní...