4 koraka do stvaranja umjetnog života

Umjetna stanica

Prava priroda prve stanice, pokretača sveg života kojeg imamo danas još uvijek je misterija. To je vrlo zanimljiva slagalica, no rekonstrukcija događaja prije 4 milijarde godina junački je pothvat. Srećom, mnogo se može naučiti i iz skromnijih ciljeva, pa umjesto stvaranja jednostavnih umjetnih stanica, možemo početi s njihovim membranama. Primitivne membrane rađene od masnih kiselina imaju sva potrebna svojstva, poput mogućnosti spontanog rasta i diobe, kao i opskrbe stanice hranjivim tvarima.

No, što je dovelo do prijelaza s takvih membrana na moderne, koje su bazirane na kompleksnim fosfolipidima? Primitivna RNK možda je katalizirala sintezu fosfolipida, no koje prednosti su fosfolipidi prenijeli na iskonske stanice? Odgovor bi mogao biti prva indicija u lavini događaja koji su eventualno doveli do moderne biologije. Ako ga možemo pronaći u umjetnoj stanici, transportirati ćemo se na početak evolucije i porijekla života kakvog poznajemo.

Umjetni enzimi

Bez obzira radilo se o novom lijeku ili solarnim ćelijama, konstantno težimo stvaranju kompleksnih novih molekula. Njihovo stvaranje je jedna stvar, no komercijalna proizvodnja je sasvim druga. Kada bi se mogli poslužiti mehanizmima prirode, koji koriste visoko specijalizirane enzime kao katalizatore za proizvodnju velikih količina molekula potrebnih za život, to bi definitivno bilo od pomoći. Srećom, sve je više šansi da to možemo. Tako možemo upotrijebiti prirodne enzime i nasumično utjecati na njihovu strukturu sve dok varijacija ne stvori molekulu koju želimo. Umjesto strategije pokušaja i pogrešaka, može se koristiti i kompjuterska metoda. Konačan cilj je koristiti prirodu kao saveznika. Kombinirajući najbolje od prirodnih i umjetnih katalizatora, bit ćemo u mogućnosti proizvesti enzime koje će biti sposobni za gotovo sve.

Endogene matične stanice

Matične stanice su trenutno najuzbudljivije područje u medicini. Većina stanica ljudskog tijela su specijalizirane unutar 200 tipova ili vrsta. Matične stanice su, s druge strane, poput praznog papira te su sposobne razviti se na mnoge načine. To znači da bi ih se moglo koristiti za liječenje oštećenog ili bolesnog tkiva. Većina istraživanja do sada, fokusirala se na njihovu proizvodnju iz embrija ili tkiva odrasle osobe, manipulirajući njihov razvoj koristeći kemijske "faktore rasta", te primjenjujući implantaciju tamo gdje je potrebno. No postoji i pametniji način: buđenje vlastitih endogenih stanica u našim tijelima kako bi postigli prirodnu regeneraciju. To npr. rade životinje. Vodozemci mogu obnoviti cijele udove koje su izgubili tijekom dnevnih aktivnosti. Jedan dan će, nadaju se znanstvenici, jednostavno biti dovoljno injektirati prave kemikalije koje će stimulirati rast novog bubrega, gušterače, ili čak noge.

Umjetna fotosinteza

List je predivna stvar. Također je čudo kemijskog inženjeringa. Unutar lista, fotosintetički osjetljive ćelije skupljaju solarnu energiju koja pokreće transformaciju vode i ugljičnog dioksida iz zraka u šećere koji hrane i grade biljku. Možemo li reproducirati nešto slično? Sunce je najveći izvor energije koji poznajemo, no sunčeva svjetlost ne može svugdje biti istovremeno.

Kada bismo pronašli jeftin način pretvaranja solarne energije u prenosiva, skladištiva kemijska goriva dostupna 24/7, bili bi smo na dobrom putu ka čistoj energiji za sve. Neki dijelovi slagalice već postoje. Sićušni kolektori mogu se umetnuti unutar membrane da apsorbiraju energiju, te razdvajaju ugljični dioksid i molekule vode. Proizvod nisu šećeri, već neutralna goriva poput hidrogena, metanola, a u budućnosti i goriva specijalizirana za specifična vozila poput zrakoplova.

Ove godine je Američki biro za energiju osigurao 122 milijuna dolara za osnivanje Centra za umjetnu fotosintezu u Kaliforniji. Diljem planete vodi se utrka u razvijanju novih tehnologija koje će omogućiti promjenu svijeta nabolje.