A szintetikus biológia kérdései, a fertőző betegségek Európában, a napenergia hasznosítása, a szén megkötése és tárolása, valamint alkalmazkodás a klímaváltozáshoz - néhány téma azok közül, amelyekről az Európai Akadémiák Tudományos Tanácsadó testülete, az EASAC a közeljövőben állásfoglalást ad ki és stratégiai tanulmányokat, illetve koncepciókat készít az Európai Parlament és az Európai Bizottság részére.

Fantasztikus lehetőségek

Pósfai György az MTA Szegedi Biológiai Központ Biokémiai Intézetének szintetikus biológiai kutatásokban részvevő kutatója, az Akadémia elnökének felkérésére vesz részt az EASAC szintetikus biológiai munkacsoportjában. Az SZBK kutatója az egyik szerzője az Európai Akadémiák Tudományos Tanácsadó Testülete gondozásában a közelmúltban megjelent kiadványnak a felfutóban lévő tudományág helyzetéről.

Az átfogó tanulmány bemutatja az új tudományág területeit, a hasznosulás lehetőségeit és a felmerülő kihívásokat. Az elsősorban a döntéshozóknak készült anyagot követi hamarosan egy, a laikusoknak szánt, egyszerűsített változat is.

Mi jön ezután?

Az EASAC rendszeresen bocsát ki tanulmányokat aktuális tudományos fejleményekről. A szintetikus biológia azért éppen most került a fókuszba, mert a tudományág kinőtt a gyerekcipőből, és az öndefiniálás, az elvek lefektetése után konkrét gyakorlati eredményekkel jelentkezik.

A szintetikus biológia a természetben nem létező biológiai szerkezetek, sejtek, szervezetek előállításával foglalkozik. Élő szervezeteken kisebb módosításokat negyven éve végeznek a biológusok. Ami új, az az átalakítás mértéke és tervezettsége. Belopózott a hagyományos molekuláris biológiába a mérnöki módszerek alkalmazása, a biológiai alkatrészek sztenderdizálása, a számítógépes tervezés.

Milyen területeken hasznosulhat?

Az elmúlt évben a terület egyik tudományos szenzációját Craig Venter és munkatársai szolgáltatták: egyszerű kémiai anyagokból kiindulva egy baktérium teljes - célszerű módosításokat is tartalmazó - genetikai anyagát összeállították, majd - egy élő sejt közreműködésével - működésre bírták. Bár arról még nem beszélhetünk, hogy pusztán élettelen építőkövekből életet teremtettek, az eredmény így is lenyűgöző.

Digitális formában tárolt genetikai információból (számítógépen tárolt genomszekvenciából) kiindulva egy olyan, az utolsó „szögig" megtervezett baktériumot hoztak létre, amelyet joggal neveznek szintetikus sejtnek. Ha az eljárás rutinszerűvé válik, szinte korlátlan lehetőségek nyílnak: a gyakorlatilag kimeríthetetlen változatosságú mikrobiális világból összeválogatott géncsomagok felfűzésével változatos feladatokra specializált sejteket készíthetünk.

Az EASAC tanulmánya felsorolja, hogy mely területeken várható leghamarabb konkrét haszon a mesterséges sejtgyáraktól: gyógyítás (gyógyszerek, vakcinák), energiaipar (bioüzemanyagok), kémiai ipar (finomvegyszerek, műanyagok), környezetvédelem (bioszenzorok, szennyezés-mentesítők), mezőgazdaság (táplálékkiegészítők).

Hogy jönnek ehhez a gének?

A konkrét hasznot hozó fejlesztések mellett van azonban egy másik motiváció is: a szintetikus biológia új lehetőségeket teremt a tudományos megismerésben. Egy adott tudományos kérdés megválaszolásához a problémára „kihegyezett" sejtet tudunk előállítani, nagyban egyszerűsítve a vizsgálódást. Ha például egy kromoszóma egy részletéről azt gyanítjuk, hogy helyes működésében a tartalmán (génjein) túl a pozíciójának is szerepe van, áthelyezve a géneket egy másik pozícióba, feltevésünket igazolhatjuk.

Az EASAC ajánlásai kitérnek az USA-val szembeni lemaradásunk orvoslására, a szintetikus biológia oktatására, a várható társadalmi fogadtatásra. Ez utóbbi indokolja, hogy laikusoknak szóló formában is megjelenjen a tájékoztatás. A kutatók tanultak a múlt hibáiból. Ha nem megfelelő a tájékoztatás, az új tudományos fejleményeket ellenérzésekkel fogadhatja a közvélemény. Az új eredmények sokszor érthetetlenek, misztikusak, s a sajtó által generált túlzó kijelentések félelmet gerjeszthetnek.

Túl az etikai kérdéseken (szabad-e élő szervezeteket tervezni), mi lesz, ha a terroristák rákapnak a garázs-biotechnológiára? A kutatók véleménye szerint a félelmek nagyrészt alaptalanok, azonban mindenkinek érdeke, hogy a potenciális veszélyekről és a biztonsági szabályokról társadalmi párbeszéd legyen.

Magyarország az élen jár

A szintetikus biológiai kezdeményezéseknek van már hazai bázisa is. Az MTA SZBK Biokémiai Intézetében Szintetikus és Rendszerbiológiai Egység működik. Pósfai György csoportja a biológusok kedvenc modellszervezete, az Escherichia coli sejt genetikai állományának tervszerű egyszerűsítésén, a baktérium egyfajta „háziasításán" dolgozik. A laboratóriumi és biotechnológiai alkalmazásokhoz szükségtelen, sőt előnytelen génektől megszabadítva a baktérium fokozott hatékonysággal fogható hasznos anyagok termelésére. A szabadalommal védett, egyszerűsített sejt már biotechnológiai alkalmazást is nyert, kereskedelmi forgalomban van.

Kiss Antal csoportja olyan félszintetikus enzimek előállításán dolgozik, amelyek megkönnyítik a genetikai anyag tervszerű módosításait, a benne tárolt információ megnyilvánulásának finomhangolását. Pál Csaba és Papp Balázs csapatát elsősorban a mikrobiális sejtek változékonyságának okai, kiváltó mechanizmusai érdeklik.

Nagy léptékű, automatizált kivitelezésű, gépi tanulást is magába foglaló kísérleti elrendezésben többek között az egészségügyben kardinális kérdésre keresnek választ: hogyan lehetne lelassítani a baktériumok evolúciós alkalmazkodását/védekezését az antibiotikumos kezeléssel szemben. A szintetikus biológia etikai kérdéseivel pedig - egy európai pályázat keretében - Szebik Imre és Kovács József (Semmelweis Egyetem, Magatartástudományi Intézet) foglalkozik.

A jövő...

A 2001-ben svéd és angol kezdeményezés nyomán megalakult EASAC évente 3-4 álláspontot, tanulmányt készít. A szervezet dolgozott már az Európai Parlament Tudományos Igazgatósága, valamint az Európai Parlament tudományos és technológiai alternatívák értékelésével foglalkozó egysége, a STOA megbízásából. Az EASAC ugyanakkor nagy hangsúlyt fektet arra, hogy tanulmányai a nem tudós felhasználók számára is elérhetőek és értelmezhetőek legyenek.

Az Európai Akadémiák Tudományos Tanácsadó Testületét 2001-ben alapították az európai nemzeti tudományos akadémiák azzal a céllal, hogy segítse a tudományosan megalapozott uniós döntéshozatalt, és erősítse a tudomány és a politikai élet szereplői közötti nemzeti és uniós szintű együttműködést.