VIATA ARTIFICIALA
Putine idei au generat atatea sperante si atatea temeri ca aceea de a crea viata in laborator. Alchimistii de acum cateva secole credeau ca este suficient sa se amestece, in cantitati adecvate, o serie de substante si in eprubeta s-ar forma un mic omulet care ar creste treptat pentru a deveni un om adevarat. Nimeni nu vorbea insa despre substantele necesare. In secolul al XVI-lea, Paracelsius a sugerat o metoda eficace, dupa parerea lui - incalzirea "samantei" umane si hranirea ei cu sange de aceeasi origine "Daca veti proceda asa, spunea el, in 80 de zile se va forma un copil veritabil si viu, dotat cu toate membrele unui copil nascut de o femeie, dar mult mai mic. Il vom numi homuncul."
Visul alchimistilor era destul de "modest". Ei voiau doar sa vada un copil crescand in laborator.
Geneticienii contemporani merg pe alte drumuri. Ei isi propun sa creeze organisme din rearanjarea acelorasi materiale pe care le-a folosit si natura sau - de ce nu? sa experimenteze alte materii prime. Inainte de a imita natura, va trebui sa inteleaga drumul de la prima molecula organica la celula. Fara indoiala, o asemenea tema depaseste posibilitatile actuale ale stiintei. "Viata a incetat insa sa mai fie un mister, spunea candva J.B. Vernal, si devine practic o ghicitoare, o criptograma care poate fi deodata un model de lucru pe care, mai devreme sau mai tarziu, il vom putea imita."
Dar ce stim despre inceputurile "vietii" ?
La inceput toata lumea antica a crezut in abiogeneza, teorie conform careia "viata" isi are originea in materia amorfa. De-abia in secolele al XVIII-lea si al XIX-lea parerile au inceput sa se schimbe. In 1860, Pasteur a impus definitiv concluzia ca generatia spontanee este imposibila: A fost ultima lovitura data abiogenezei. Deceniile care au urmat au confirmat marele adevar formulat de Pasteur. S-a descoperit apoi unitatea de organizare a materiei. vii este extrem de complexa. Devenea mereu mai putin probabila ipoteza ca viata a provenit din materie nebiologica. In acelasi timp, multi biologi erau convinsi ca fenomenele chimice si fizice pot explica organizarea unor molecule mai mici in macromolecule. Ca atare - concluzie fireasca! - "viata`" s-a nascut de mai multe ori. Cand si cum? Raspunsul era mult mai neclar decat am fi tentati sa credem la prima. vedere: Pana foarte curand era un-consens ca elementele constitutive ale primelor organisme nu se puteau forma decat pe Pamant. Presupunerea ni se pare, acum, exclusivista. De ce n-am. admite, si avem la indemana suficiente argumente ca materia prima putea fi adusa din Cosmos sau si din Cosmos? Mai demult, la inceputul secolului acesta, ipoteza a apartinut lui S. Arnhenius (1903). In forma ei initiala, sugera ca , "viata" a fost adusa din spatiul cosmic de catre meteoriti.
Sa vedem informatiile actuale. ' Dorothy Oehler si J. W. Schopf, de la Universitatea din Calfiornia, au analizat fosilele chimice si fosilele structurale si au ajuns 1a concluzia ca in urma eu 2,8 miliarde de ani Pamantul era domeniul algelor. Deci primele celule sunt doar cu 500 de milioane de ani mai vechi. Argumentul concludent, dupa parerea lor, dar discutabil dupa a celor mai multi biologi, este totusi deosebit de valoros. Iata-l! Ei au studiat raportul dintre Carbonul 12 fata de Carbonul 13, in rocile precambriene din Africa de Sud. Daca in mostrele analizate creste continutul in C 12, atunci fenomenul este expresia unei activitati biologice. In cercetarea lor, a aparut un fapt aparte: intr-o lunga succesiune de probe, raportul C12-C13 era permanent crescut. A avut loc apoi o oprire brusca. Dedesubtul stratului nu mai aparea nici o dovada de "viata". Vechimea primului strat mort 3,3 miliarde de ani.
Concluzia a fost primita, asa cum spuneam, cu rezerve. Un comentator al revistei "Science" sublinia faptul ca datele sunt prea putine si explicatiile lor potentiale dar atat de departe, incat ar fi mat prudent sa nu se traga nici o concluzie.
Remarcam mai inainte ca elementele constitutive ale primei celule puteau: fi aduse din Univers. Dovada - una dintre cele mai spectaculoase - a fost data de meteoriti. Intr-unul dintre ei, meteoritul Alle.nde, cazut in Mexic, s-a gasit formaldehida. In altul, celebrul Murchinson, prabusit in Australia, s-au identificat aminoacizi de origine extraterestra. Era prima proba ca, cel putin, o parte dintre elementele necesare "vietii" puteau fi produse in spatiu.
Apoi, A. Vinogradov si G. Vdovychin, in 1992 au anuntat prezenta - intr-un meteorit. cazut in Ucraina, in 1889 - a unui polinucleotid asemanator ADN-ului: El are o dubla structura dar, spre deosebire de ADN, spirala este simetrica.
Un argument la fel de puternic il constituie prezenta moleculelor organice-in Univers. Din 1937 pana acum s-au descoperit 34 de molecule organice - apa, amoniac, formaldehida, hidrogen, acetaldehida. Oricum, ar fi greu sa spunem acum daca primele organisme s-au format pe baza unor constituenti. exclusiv terestri sau daca moleculele organice au alta origine. Teoretic vorbind, panspermia pare mai putin probabila. K. Sagan afirma ca sporii prezenti pe suprafata meteoritilor n-au rezistat uriasei cantitati de radiatii pe care trebuia s-o intalneasca in spatiu, in lunga lor calatorie interplanetara. Sporii ar supravietui numai daca ar fi ingropati in adancurile unui meteorit. O asemenea eventualitate este aproape neglijabila, dar nu eu totul exclusa. Era suficient insa sa se intample o singura data.
Mai exista inca o ipoteza, fantastica la prima vedere, dar la fel de probabila ca primele doua; mentionate mai: inainte. Ea apartine lui F. Crick Si. L: Orgel, doi dintre pionierii biologiei moleculare: Cu cativa ani in urma, ei descriau un scenariu care ar urma sa se desfasoare peste cateva decenii : "Anul 2000. Locul : o platforma de lansare undeva, in emisfera nordica. O multime entuziasta a venit sa salute o mica racheta nucleara, gata sa plece intr-o calatorie care va dura un milion de ani. Incarcatura, 1 000 kg de microorganisme care vor popula o mica si nelocuita planeta, ospitaliera, bineinteles, din galaxia noastra. Scopul proiectului este sa stabileasca viata, pe alta planeta, in asa fel incat in 4 X 108 ani sa evolueze o comunitate asemanatoare celei de pe Pamant" (Mitton si R. Lewin, 1973). Daca noi vom reusi sa realizam un asemenea experiment, de ce sa nu-l fi facut, cu cateva miliarde de ani in urma alte civilizatii mult mai dezvoltate decat cea a noastra, care isi puneau aceleasi intrebari asupra genezei vietii"? Si poate "viata" a inceput pe mai multe planete ale galaxiei noastre, ca rezultat al curiozitatii unor indepartati experimentatori. Este fenomenul pe care F. Crick si L. Orgel l-au numit sugestiv panspermie dirijata".
Oricat ar parea de improbabila si fantastica ipoteza, ea este sprijinita de cateva fapte biologice. Primul il constituie de mult obiectul unei interminabile dispute. De ce este codul genetic universal? De ce, cu alte cuvinte, nu s-au dezvoltat mai multe sisteme de transfer a informatiei genetice? Nici unul dintre raspunsurile actuale nu este cu totul satisfacator nici, presupunerea ca odata format codul a fost "inghetat", nici ideea ca actualul cod este cea mai buna varianta. Este sigur insa ca el nu se mai poate modifica prin mutatie. Nu cumva, atunci, universalitatea lui ar fi doar rezultatul "insamantarii" Pamantului cu organisme primitive, forme care aveau acelasi cod ca si fiintele de astazi?
Al doilea argument pare si mai intemeiat. Multe enzime au drept cofactor molibdenul, un metal rar pe Pamant - 0,02 %. Ar fi fost mult mai firesc ca si constitutia chimica a planetei sa se reflecte in structura biologica a organismelor care o populeaza, ca in locul molibdenului sa fi aparut fie crom, fie nichel, metale inrudite Si mult mai abundente. Nedumeririle ar dispare daca am reusi sa demonstram ca structura organismelor terestre se coreleaza mai bine cu cea a altor planete - cu cea a planetelor bogate in molibden - decat cu cea a Pamantului.
Presupunand ca a fost asa, mai ramane inca o problema. Cat de veche este galaxia noastra? Este oare suficient de batrana pentru a fi adapostit doua civilizatii consecutiv dezvoltate? Da: varsta galaxiei este de 13 X 109. In urmatoarele doua miliarde de ani s-au format stelele cu planetele care le inconjoara. Apoi, de la aparitia primei celule pe Pamant pana acum au trecut doar 4 miliarde de ani. A ramas suficient de mult timp ca in alta parte sa se fi dezvoltat o civilizatie mult mai evoluata decat a noastra.
Expedierea "vietii" de pe o planeta pe alta nu este asa de dificila cum ar parea. S-a calculat ca "viata" poate fi conservata, daca este mentinuta la temperaturi apropiate de 0°C absolut, cel putin un milion de ani; adica timpul necesar calatoriei (viteza optima ar fi de aproximativ 100 000 km/ora).
Chang stia de la inceput ca celulele lui artificiale vor fi larg folosite in medicina. Puse in contact cu o solutie biologica, ele vor deveni adevarati purificatori. Din mediu vor trece prin membrana anumite molecule. Apoi, in interiorul celulei vor fi transformate de sistemele enzimatice specifice si eliberate din nou in exterior. Enzimele raman sa-si continue misiunea. Acelasi rezultat, transformarea unei substante nocive - se obtine si prin adaugarea directa a enzimei in solutie. Este insa mult mai greu sa se elimine apoi enzimele.
Chang a mai gasit o solutie - sa introduca in celula unui absorbant specific - o substanta care sa fixeze nemodificat un produs nociv. El va fi eliberat mai tarziu, in circumstante bine definite.
Celulele lui Chang "stiu" sa separe, prin dializa, substantele din mediu si apoi sa transforme sau fixeze moleculele patrunse in interior. Datorita acestor remarcabile calitati tind sa ia locul rinichiului artificial - si unele si celelalte functioneaza pe acelasi principiu. Rinichiul artificial functioneaza de mult si a salvat viata unui numar impresionant de bolnavi. Cu toate acestea, este foarte scump si foarte voluminos. Rinichiul artificial al lui Chang este mult mai mic si mult mai eficient. Asa cum arata Chang, in conditii experimentale, a redus la jumatate cantitatea de uree din sange in numai 45 de minute.
Rinichiul lui Chang este numai inceputul. In curand, in medicina vor apare numeroase sisteme bazate pe acelasi principiu, deosebite intre ele prin complexele enzimatice si prin absorbantii specifici, capabile sa elimine din organism urice substanta toxica.
Chang lucreaza la un ficat artificial si crede ca el va intra in practica intr-un viitor nu prea departat.
In acelasi timp, geneticienii vor incerca sa obtina celule identice, functional cel putin, cu cele ale organismului: celule sanguine fara antigeni, injectabile oricui, filamente musculare cu mare putere de contractie sau - de ce nu? - celule ale sistemului nervos central, gata sa inlocuiasca celulele epuizate.
Medicina a intrat intr-o faza noua. Peste cateva decenii vom avea la dispozitie celule create in laborator, capabile sa indeplineasca aceleasi functii ca si celulele normale. Atunci vom corecta cu usurinta o parte dintre tulburarile grave ale vietii noastre. Dar nu cumva pornind de aici vom reusi sa producem si organe noi, de rezerva pentru batranete sau pentru viitorii cosmonauti?
Bibliografie: "Aventura geneticii" de C. Maximilian
