Vissza a tartalomjegyzékhez

Lukács András
Mesterséges élet, láthatatlan ember
Tudományos, fantasztikus

Izgalmas és termékeny évre számíthatunk a tudományban 2008-ban is, melyben várhatóan az őssejtkutatás, a mesterséges élet és az űrtechnológia hírei fognak dominálni.

Egy cambridge-i kutatócsoport a Science című tudományos lapban számolt be arról, hogy sarlósejtes vérszegénységben szenvedő egerekben alkalmazott egy olyan módszert, amelynek során az egerek bőrsejtjeit embrionális őssejtekké transzformálták, majd ezekben a sejtekben megjavították a betegségért felelős géneket. Ezt követően vérőssejtekké alakították őket, majd visszaültették a vörös csontvelőbe; ennek következtében az egerek napokon belül meggyógyultak.
Az Egyesült Államok törvényhozása fontos törvényt kíván elfogadni 2008-ban, aminek eredményeként az elkövetkező három évben 230 millió dollárt fognak felhasználni az antibiotikumokkal szemben rezisztens baktériumtörzsek terjedésének viszszaszorítására. A szuperrezisztens baktériumok ugyanis egyre nagyobb fenyegetést jelentenek világszerte - a jelenleg ismert antibiotikumokkal nem lehet őket elpusztítani, aminek következtében a Journal of the American Medical Association cikke szerint csak az Egyesült Államokban 19 000 ember hal meg évente.


Craig Venter

Szintetikus élet

Mesterséges genom, szintetikus baktériumok. Ez a (közel)jövő ígérete, legalábbis Craig Venter, a genetika amerikai fenegyereke szerint, aki a jövő év végére olyan új, mesterséges baktériumok megalkotását ígéri, amelyek etanolt, hidrogént és bioüzemanyagokat termelnek majd.
Craig Venternek az idén tavasszal sikerült szabadalmaztatnia azt a 381 gént, amelyek az élethez szükségesek, helyesebben a Mycoplasma genitalium nevű baktériumnak ahhoz, hogy még működőképes maradjon. Venter a baktérium általa feltérképezett genetikai állományának ismeretében egyenként iktatta ki mind a 482 gént, megfigyelve, hogy az miként befolyásolja a baktérium életképességét. Végül arra jutott, hogy az életben maradáshoz nincs szükség
az összes génre, amivel a Mycoplasma genitalium rendelkezik, 101 gén nélkülözhető. A szükséges génkészlet ismeretében elméletileg össze lehet „szerelni” egy új baktériumot.
Craig Venter és csapata elsőként a baktérium központi egységét, vagyis
a genomot készítette el sok kis, oligónak nevezett DNS darabból, amelyeket az E. coli nevű baktériumban növesztettek megfelelő méretűre. Az ilyen módon elkészített mesterséges DNS-t egy magjától megfosztott sejtbe juttatva a sejt működésnek indul, beindul az anyagcsere, valamint az osztódás, vagyis az élet. Az eljárás részleteit várhatóan 2008 elején publikálják majd, míg számításaik szerint az év végére sikerül létrehozni a tisztán mesterséges genetikai állománnyal rendelkező sejtkultúrákat.
A módszer külön érdekessége, hogy segítségével olyan genetikai kód, vagyis mesterséges genom is létrehozható, amelynek eredményeként korábban nem létező, új tulajdonságokkal rendelkező baktériumok is életre hívhatóak. Craig Venter céljai között például olyan mesterséges baktériumok készítése szerepel, amelyek etanolt, hidrogént vagy különleges üzemanyagokat termelnek, vagyis gazdaságilag hasznos tevékenységet végeznek.
Tekintettel arra, hogy ha a mesterséges baktériumok munkába állnak, nagy gazdasági hasznot fognak hozni, Venter és munkatársai az elmúlt években szabadalmak tömegével árasztotta el az Egyesült Államok Szabadalmi Hivatalát annak érdekében, hogy az ötlettől kezdve a kivitelezés legapróbb lépéséig mindent levédjenek. Venter ezzel a lépésével újra magára haragította a szakmát, hasonlóan a kilencvenes évek végéhez, amikor az emberi genom feltérképezésekor le akarta szabadalmaztatni az általa felfedezett géneket: ennek eredményeként fizetni kellett volna a kódért, miközben az állami kutatóintézetek ingyen bocsátották rendelkezésére a szekvenciákat. Craig Venter ezzel szemben azt állítja, arra kérték ügyvédeiket, hogy legyenek mértékletesek és „fogják vissza magukat”, versenytársaik viszont - mint például a DuPont - teljesen leárnyékolták a területet a szabadalmaikkal.
Venter fenntartársai az említett céggel szemben teljesen érthetőek, hiszen a DuPont hasonló elv alapján egy félig szintetikus baktériummal állítja elő az iparban széles körben használt 1,3 propanediol (PDO) nevű vegyületet.
De van példa üzemanyag előállítására is: a kaliforniai LS9 Inc. nevű cégnek szintén mesterséges DNS segítségével sikerült átprogramoznia az E. coli baktériumot, hogy egy alternatív üzemanyagot termeljen. A cég szerint az eljárás olyan hatékony, hogy az így termelt üzemanyag litere a jövőben akár 30-40 centbe kerülhet; érthető tehát, hogy a biotechnológiai cégek között nagy a versengés a szabadalmaztatás területén, hiszen akár a közeljövőben több milliárd dolláros ágazattá válhat a szintetikus-baktérium-ipar.
Hasonlóan az őssejtkutatásokhoz, vagy akár a genetikailag módosított élelmiszerekhez, a mesterséges baktériumok előállítása is számos árnyoldallal bír: a módszer ismeretében például szándékosan olyan pusztító baktériumokat lehet előállítani, mint az anthrax, vagyis nő a bioterror veszélye. Az ETC nevű, a biotechnológiai kutatásokat vizsgáló kanadai intézet szerint azonban „nemcsak a biológiai támadás, hanem a biológiai tévedés” veszélye is fennáll a szintetikus baktériumok kapcsán. Senki nem tudja ugyanis, mi történik, ha ezek a természetben korábban ismeretlen és új mikroorganizmusok önálló életre kelnek a laboratóriumok falain kívül. Craig Venter szerint ettől nem kell tartani, az általuk előállított baktériumok egy speciális tápanyagtól függnek, a szabadban enélkül elpusztulnak. Venter szerint az általuk gyártott szintetikus baktériumoknál sokkal nagyobb veszélyt jelentenek a létező rezisztens baktériumtörzsek, amelyek miatt az Egyesült Államokban többen halnak meg évente, mint AIDS-ben.

Verseny az űrért

2008-ban minden bizonnyal erősödni fog a verseny az űrben is, többek között azért, mert új országok jelennek meg a porondon, illetve az állami űrügynökségek mellett egyre erősödik a magáncégek szerepe az űrkutatásban. Miközben 2007. október 24-én Kína saját Hold-szondát állított pályára, 2008-tól Európa önálló műholdas navigációs rendszer kialakításába kezd. Az Európai Bizottság novemberi döntését követően az Európai Unió nekilát a Galileónak nevezett 30 műholdból és a földi bázisokból álló rendszer kialakításához, hogy függetlenítse magát a katonai ellenőrzés alatt álló amerikai GPS és az orosz GLONASS rendszerektől.
Az ismert és várt eredmények mellett az űrkutatás területén is bekövetkezhet - és valószínűleg be is következik, például a Mars-kutatás területén - olyan esemény, amely újabb lökést adhat az amúgy egyre jobban belendülő, már-már a hatvanas-hetvenes évek versenyére emlékeztető űrkutatásnak.

Láthatatlan ember?

Elképzelhető, hogy Jules Verne fantáziavilágához hasonlóan H. G. Wells ötlete, a láthatatlanná válás is valóra válhat? Ha hinni lehet John Pendry nemrégiben lovaggá ütött fizikusnak, akkor akár öt éven belül elkészülhet egy olyan „köpeny”, amely láthatatlanná teszi viselőjét.


John Pendry

Az ötlet megvalósíthatóságát elsőként maga John Pendry igazolta tavaly. A Science című tudományos hetilapban elméleti síkon bizonyította, hogy speciális optikai tulajdonsággal rendelkező anyagokon a fény nem verődik vissza és nem is törik meg, hanem egyszerűen megkerüli azokat. A jelenség ahhoz hasonlít, ahogyan a víz körülöleli és megkerüli a folyóban az útjában álló köveket. Ebből fakadóan az illető anyag - amelyet a brit kutatók metaanyagnak neveztek el - valójában láthatatlan az emberi szem számára. Pendry elméleti cikkét követően az észak-karolinai Duke Egyetemen dolgozó David Smith és kollégái az ötlet gyakorlati megvalósíthatóságát vizsgálták, igaz, egyelőre csak a mikrohullámú tartományban.
Az így létrehozott metaanyag tehát láthatatlanná vált, de csak a mikrohullámok számára, az emberi szem számára még nem. Ahhoz, hogy a szemünk számára váljon láthatatlanná, a metaanyagnak a látható fény hullámhossz-tartományán kell működnie. Ez év októberében a Maryland Egyetem kutatóinak, Igor Smoljaninovnak és munkatársainak egy tízmikrométeres átmérőjű gyűrűt sikerült láthatatlanná tenniük. Az amerikai kutatóknak polimetil metakrilátba ágyazott koncentrikus arany gyűrűkből sikerült olyan metaanyagot gyártaniuk, amelyet „kikerül” a fény.
Ez az áttörés természetesen nem jelenti azt, hogy hamarosan piacra dobják majd a láthatatlanná tevő csodaköpenyt. John Pendry szerint a Maryland Egyetem kutatói által készített anyagot valójában nem érzékelnénk tökéletesen láthatatlannak, leginkább egy üvegtáblához hasonlítható, amelyen át is látunk, de amely a részleges fényvisszaverődés miatt ugyanakkor látható marad. A felfedezés mindenesetre nagy lökést ad a láthatatlanná válás, kicsit tudományosabban az álcázás kutatásának; nem csoda, hogy a brit kutatók tavalyi cikkei felkeltették a hadsereg érdeklődését is.
Teljesen más módszerekkel ért el látványos eredményeket a Tokyo Egyetemen kutató Susumu Tachi, akinek úgy sikerült az átlátszóság látszatát megteremtenie, hogy demonstrációban részt vevő személy hátára videokamerát rögzítettek, amelynek képét rávetítették az illető személy köpenyére. A köpeny anyagának optikai tulajdonságai olyanok, hogy a mögötte levő kép élesen látszik, vagyis a szemlélőnek az az érzése, hogy átlát az illetőn. Tachi professzor ezzel a módszerrel átlátszó falakat, vagy például átlátszó padlót szeretne létrehozni, ez utóbbi például a pilóták segítségére lenne, akik ilyen módon látnák a pilótakabin alatt a talajt. A brit hadsereg kipróbálta Susumu Tachi módszerét, az álcázandó páncélosokra vetítve a mögöttük lévő tájképet. Rossz nyelvek szerint a próba nem sikerült tökéletesen, a hatás nem volt jobb, mint a szokásos álcázó festések.


Az átlátszóság látszata