The Endless River van Scott McQuaide op canvas, behang en meer
Sundown over the Spaarne river in Haarlem Hoofblad | Anatomie | Fisiologie | Genetika | Patologie | Voortplanting | Addisionele leesstof | Skakels
Kunsmatige lewe in laboratorium geskep — Bewys dit lewe kon self ontstaan?
Gedurende Mei 2010 het J. Craig Venter van die VSA aan die wêreld verkondig dat sy span wetenskaplikes daarin geslaag het om die eerste lewende organisme in die laboratorium te skep. Die televisiekanaal Discovery World het 'n dokumentêre program oor hierdie prestasie gebeeldsend en dit is na aanleiding van dié program wat hierdie artikel die lig gesien het.
'n Foto van 'n kolonie van die eerste kunsmatige organisme, Mycoplasma mycoides
J. Craig Venter is die wetenskaplike wat verstom het deur in 'n baie korter tyd as verwag die menslike genoom te ontsyfer. Hierdie reuse taak is vermag in slegs drie jaar en teen 'n tiende van die aanvanklike verwagte koste en het Dr Venter se naam verewig in die mediese en wetenskaplike geskiedenisboeke. Hierdie baanbreker het egter baie meer ideale — onder meer die skep van nuwe organismes wat kan help om baie van die wêreld se probleme, veral met energieverskaffing en besoedeling, te help oplos.
Ten einde hierdie ideaal te bereik, het Dr Venter 'n span van twintig wetenskaplikes om hom geskaar en oor 'n periode van sewe jaar daaraan gewerk om kunsmatige organismes te skep. Die eerste poging was daarop gemik om die genoom van 'n virus, PHI-X 174, met behulp van 'n rekenaar te bou en te sien of hulle die virus aan die groei kan kry.
'n Voorstelling van die virus PHI-X 174 wat normaalweg bakterieë aanval.
Dr J. Craig Venter het die hulp van twee veteraanwetenskaplikes, Dr Hamilton Smith en Dr Clive Hutchison ingeroep om te help met die eerste stap vorentoe in die strewe na die skep van 'n kunsmatige lewende organisme. Virusse word nie as lewend beskou nie aangesien hulle nie sonder ander lewende organismes kan voortbestaan nie. In wese is 'n virus net 'n pakkie oorerflike materiaal (DNS of RNS) wat omsluit word in 'n omhulsel. Die virus kan nie self verdeel nie en het daarom die ensieme van 'n lewende organisme soos 'n bakterium of plant- en dierselle nodig ten einde te kan voortplant. Die gasheer se ensieme en proteïenfabrieke word dus deur die virus gekaap om meer van die virus se onderdele te vervaardig.
Daar is twee redes waarom dit baie eenvoudiger is om 'n virus as om 'n bakterium in die laboratorium te bou. Die genoom (oorerwingsmateriaal) van die virus is baie kleiner as dié van die kleinste bakterium (6000 eenhede teenoor 600 000) en dit is slegs nodig om die virusgenoom in 'n geskikte gasheer te plaas vanwaar dit self sal verdeel. In die geval van die bakterium moet die nuwe genoom op een of ander manier die bestaande genoom van die bakterium oorweldig en dié se funksie oorneem.
Na 'n paar maande se pogings was die span suksesvol: Vir die eerste keer in die geskiedenis is daar groei van 'n organisme waarvan die oorerwingsmateriaal geheel en al vanaf molekules uit 'n bottel vervaardig is! In beginsel beteken dit dat die volgorde van die basispare waaruit die genoom bestaan (Adenien, Guanien, Sitosien en Timien) in 'n spesiale masjien ingetik word. Hierdie masjien sorg dan dat kunsmatiggevormde basispare in die regte volgorde aanmekaar gelas word en vorm só die genoom van die virus. Hierdie eerste suksesvolle poging het die wetenskaplikes moed gegee dat dit net 'n kwessie van tyd was voordat hulle ook die genoom van 'n bakterium kunsmatig kon skep.
Nie só maklik nie!
Soos reeds genoem is die genoom van die kleinste lewende organisme wat self kan voortplant, Mycoplasma genitalium sowat 100 keer groter as dié van PHI-X 174. Die eerste probleem waarvoor die wetenskaplikes in J. Craig Venter se span te staan gekom het, was dat die masjien slegs stukkies so groot as 10 000 basispare aanmekaar kon las. Hoe hulle ook al probeer het, wou daar net nie groter eenhede onder laboratoriumtoestande vorm nie. Dit was egter net 'n kwessie van tyd of een van die wetenskaplikes kom met 'n baie goeie oplossing vorendag: Gisselle soos dié wat brood laat rys en bier help maak, besit die vermoë om stukkies genetiese materiaal aanmekaar te las. Dit was nie lank nie of die genoom van Mycoplasma genitalium is ewe vernuftig binne gisselle voltooi en die pogings kon hervat word.
'n Voorstelling van die gis Saccharomyces wat die vermoë het om stukkies DNS te las.
Die vreugde van sukses was egter van korte duur, want die wetenskaplikes kon nie daarin slaag om hierdie kunsmatige genoom in die natuurlike Mycoplasma genitalium oor te plant en die organisme sover te kry om self te verdeel nie. Verskeie mislukte pogings het die span genoodsaak om alternatiewe te soek — Dr Venter het voorgestel dat hulle die werk voortsit met materiaal van die volgende bakterium in grootte: Mycoplasma mycoides.
Die eerste organisme sonder ouers?
Nog 'n paar maande het verloop totdat die span uiteindelik kon aankondig dat hulle sukses behaal het. Die genoom van Mycoplasma mycoides (1 000 000 basispare groot) is ook met behulp van gisselle saamgestel en met nuwe tegnieke binne ontvangerselle ingeplant. Na die spannende gewag oor 'n naweek om te sien of groei plaasgevind het, was die teken van sukses duidelik sigbaar: Verskeie blou kolonies op die groeimedium soos aan die begin van die artikel gesien. Dr Venter het tydens 'n onderhoud verklaar dat hierdie die eerste organisme op aarde was wat nie ouers gehad het nie, maar dit is uiteraard nie waar nie: Selfs al was abiogenese (die ontstaan van lewe vanuit nie-lewe) moontlik, sou dit beteken dat die eerste organisme wat in die oersop ontstaan het, ook nie ouers gehad het nie! As ons in 'n skepping glo, was daar egter 'n hele paar duisend organismes wat nie ouers gehad het nie.
'n Voorstelling van die relatiewe groottes van Mycoplasma genitalium en M. mycoides.
Die wetenskaplike wêreld was gaande oor hierdie deurbraak. Een van die persone wat deelgeneem het aan die dokumentêre program het selfs verwys daarna as 'n omwenteling gelykstaande aan die Industriële revolusie. Die feit wat vir my egter soos 'n paal bo water staan is dit: Hierdie deurbraak bewys weereens dat die biologiese been van die evolusieteorie heel aan die begin sneuwel: Lewe kan nie uit nie-lewende materiaal ontstaan sonder die bemiddeling van 'n Intelligente Wese nie.
Die insette van twintig wetenskaplikes, ongeveer $35 000 000 oor 'n tydperk van sewe jaar, die gebruik van ander lewende organismes en die masjinerie in 'n lewende sel was nodig om hierdie deurbraak te vermag. Na my mening is dit onomstootlike bewys dat daar geen manier is (selfs al is miljarde jare beskikbaar) dat lewende organismes uit nie-lewende materie kon ontstaan deur blote toeval nie. Mens kan net sowel 'n eksperiment ontwerp waarin iemand een van die hoof-elektroniese bane van 'n pendeltuig neem, dit tot 'n geringe mate wysig en weer terugplaas en dan beweer hy het bewys die pendeltuig kon vanself vorm!
Selfs die genoom van die kleinste selfrepliserende organisme is heeltemal te gekompliseerd om vanself te kon vorm. Daarbenewens het die genoom duisende ensieme en molekulêre masjiene nodig om te kan verdeel. Al hierdie masjiene word gevorm met die bloudruk wat op die genoom vasgelê is. Dit is juis die rede dat die meeste wetenskaplikes kleitrap as hulle gevra word om te verduidelik waar lewe vandaan kom. 'n Mens kan Darwin verskoon met sy gebrekkige kennis van die sel, maar 'n hedendaagse bioloog wat nog steeds glo dat lewe vanself kon ontstaan het baie te verduidelik of hy verstaan nie regtig wat in die sel aangaan nie.
As daar geen kans is dat lewende organismes uit nie-lewende materie kon ontstaan sonder bemiddeling van 'n Intelligente Wese en die gapings tussen verskillende klasse organismes soos soogdiere, voëls en amfibië so groot is, laat dit ons met net twee keuses: 'n Skepper wat met verskeie probeerslae oor miljoene jare geskep het en aan ons 'n klomp stories in die Bybel nagelaat het, of die Skepper van die Bybel wat van die begin van die Woord bedoel wat Hy sê en by magte is om te skep soos wat Hy daar verklaar het. Laasgenoemde maak vir my baie meer sin.