Kad taptume interplanetine rūšimi, gali tekti pasitelkti genų inžineriją, kad taptume atsparesni, sako genetikas Chris Mason. Jis turi 500 metų trukmės gyvenimo už Žemės ribų planą.

Chrisui Masonui patinka galvoti apie ateitį. Jis nesvajoja apie vasaros atostogas ir net pensijos planų nekuria. Jo mintys driekiasi gerokai toliau – į laikus, kai Žemė nebebus tinkamam gyventi žmonėms.

Neraminamas tokios perspektyvos, Masonas veiksmų planą išdėstė savo knygoje The Next 500 Years: Engineering life to reach new worlds. Joje aptariami įprasti pagrindai: kaip iš pradžių įkursime bazes Mėnulyje ir Marse, o vėliau ir tolimesnių planetų palydovuose. Galiausiai leisimės epiškon kelionėn link planetų, skriejančių apie kitas žvaigždes.

Tačiau Masono idėjas išskiria tai, kad jis supranta žmogaus kūno netinkamumą gyvenimui už Žemės ribų, kur radiacija, nuodingos dujos ir taip toliau. Jo plėtros programoje yra detalus genetinių patobulinimų planas, kurį teks įgyvendinti, kad mūsų kūnai taptų atsparesni.

Tokiam planui Masonas – tinkamas kandidatas. Dirbantis genetiku Weill Cornell Medicine Niujorke, jis buvo vyr. tyrėjas NASA dvynių tyrime, nuodugniausiai apžvelgiančiame, kas nutinka mūsų kūnams kosmose. Tyrime dalyvavo astronautas Scott Kelly, beveik metus praleidęs orbitoje nuo 2015-ų, ir jo identiškas dvynys Markas, tam laikui likęs Žemėje.

Be to, Masonas aktyviai tyrinėja, kaip būtų galima genetiškai pakeisti žmonių ląsteles, kad jie geriau ištvertų kosmoso sąlygas. Nors jo plano trukmė yra pusė tūkstantmečio, jo pagrindus jis kloja jau dabar.

Teigiate, kad turime moralinį imperatyvą surasti būdą apsigyventi už Žemės ribų. Kodėl taip manote?

Chris Mason: Tai yra žmonijos pareiga dėl vieno paprasto fakto: esame vienintelė rūšis, suvokianti savo išnykimo galimybę. Gal yra ir kitų rūšių – delfinai, ar gal, kas žino, kokie kiti primatai – galvojančių apie tai, bet kiek žinome, jie tokiomis mintimis neapsikrauna. Be to, tik mes galime ką nors dėl to padaryti.

Kitas pareigas mes dažniausiai pasirenkame. Gal nutarėte stoti į armiją ir dabar esate įsipareigoję šaliai; ar pasirinkote sutuoktinį ir dabar esate įsipareigoję šeimai. Šių pareigų įmanoma atsisakyti. Bet pareiga prieš gyvybę yra kažkas, kylančio iš suvokimo. Tad, manau, turėtume ją vykdyti, nes antraip jos niekas kitas nevykdys.

Ar privalome palikti Žemę, kad garantuotume žmonijos išlikimą?

Rašydamas knygą, patyriau gilų liūdesį. Svarsčiau, kas nutiks per kitus 5 milijardus metų. Saulė, remiantis turimais vertinimais taps raudonąja milžine ir praris vidines planetas o paskui pamažu susitrauks ir taps baltąja nykštuke. Dauguma astrofizikų mano, kad dar turime maždaug 4,7 milijardus metų, kol Žemė taps nebetinkama gyventi, o tai išties ilgas laiko tarpas.

Bet mūsų šviesulio ryškumas praktiškai nepakenčiamą lygį pasieks jau po maždaug milijardo metų. Staiga suvokiau, kad turime tik apie penktadalį to laiko, kiek maniau, kad turime. Žemė yra puikiausi namai, bet jei čia pasiliksime, jie taps ir paskutiniais.

Kokie pavojai kils keliaujant tolyn nuo Žemės?

Su NASA tai ištyrinėjome tai gan nuodugniai, padedami Scotto Kelly. Vienas iš didžiausių povojų yra radiacija; matėme, kaip pažeista DNR buvo pašalinama su šlapimu. Be to, matėme, kaip jo kūnas stengiasi prisitaikyti prie nulinės gravitacijos, ir kaip sunku išlaikyti raumenų stiprumą ir kaulų tankį. Raumenų, įskaitant ir širdies, atrofija yra gerai žinomas iššūkis. Scotto širdis šiek tiek sumažėjo, o kai kuriose jo arterijose prasidėjo uždegiminiai procesai.

„Lėtūnų genome aptikti genai, susiję su DNR taisymu“

Iššūkiai kyla ir kognityvinei bei psichinei sveikatai. Vienas dalykas, jei kosmose praleidote metus – Scotto kognityviniai gebėjimai po pusmečio grįžus Žemėn, buvo šiek tiek mažesni. Bet jei erdvėlaivyje praleisite dešimtmečius, tai jau bus visai kita kalba.

Nežinojau, kad Scotto dvynys, Markas, irgi buvo astronautas, o vėliau pasuko į politiką. Tai bent šeimynėlė.

Įsivaizduokite, esate pobūvyje ir kuris tėvas sako: „Taip, abu mano sūnūs astronautai, o vienas dar ir senatorius“? Pamanytumėte, kad meluoja išsijuosę.

Kaip ketiname apsaugoti astronautus nuo kenksmingo kosmoso poveikio?

Žmonių genetinis redagavimas yra sudėtingas ir kontroversiškas. Jį reikia atlikti atidžiai laikantis saugumo reikalavimų ir aiškaus reguliavimo. Būtent tai, manau, pamažu turėtų pradėti vykti per ateinančius dešimtmečius. Siūlau du būdus tai atlikti. Vienas – naudojant genų redagavimo įrankiu CRISPR modifikuoti konkrečius genus. Antrasis – epigenomo redagavimas, kuomet galima genus laikinai įjungti ar išjungti. Su šiais įrankiais turime jaudinamą galimybę nepaklusti kosmoso įnoriams.

Ar numanote, į kokius genus turėtume taikytis pirmiausiai?

Galime pasinaudoti evoliucijos pamokomis, kurias kiekvienas gyvas sutvėrimas demonstruoja savo biologija. Puikus pavyzdys – lėtūnai. Tai yra mikroskopinis gyvūnas, galintis išgyventi kosmoso vakuumą, gali būti visiškai išdžiovintas ir vėl rehidratuotas – tai iš tiesų neeilinis gyvūnas. Jo genomas buvo nuskaitytas 2015 metais ir sekoskaitą atlikusi Japonijos mokslininkų grupė aptiko įdomų genų, susijusių su DNR taisymu, rinkinį.

Konkrečiai, yra vienas genas, pavadintas Dsup, koduojantis DNR pažaidos slopinimo baltymą. Mano laboratorijoje integravome Dsup į žmogaus genomą ir naują ląstelių liniją. Šias ląsteles švitinant stipria radiacija, jose DNR pažeidimų būna iki 80 procentų mažiau, nei nemodifikuotose ląstelėse.

Žinoma, ląstelių linija nėra tas pats, kas visas žmogus. Tačiau manome, būtų įmanoma stabiliai įdiegti kitų organizmų genus į žmonių ląsteles ir panaudoti tai radiacijos pažaidos prevencijai. Kitas pavyzdys yra genas p53 – drambliai turi papildomų šio geno kopijų ir tai galėtų paaiškinti, kodėl jie taip retai serga vėžiu.

Tarkime, pridedame šiuos genus į savo DNR. Kas galėtų būti blogo?

Pridedant genus į egzistuojančią biologinę sistemą, gali įvykti netikėti pokyčiai. Gali pasireikšti kitos mutacijos, ar pasikeisti genų ekspresijos reguliavimas. Neatmestina ir vėžio rizika. Tad, prieš imantis tokių darbų, reikia viską gerai apžvelgti.

Bet galime nutarti naudoti epigenetine terapija, kuomet galima genų veikimą įjungti ar išjungti laikinai. Pakeičiate DNR struktūrą ir jos reguliavimą tik trumpam. Įsivaizduokime, link astronautų skrieja radiacijos blyksnis – argi nebūtų puiku, jei galėtumėte terapiškai suaktyvinti papildomą atsako į radiaciją mechanizmą ląstelėse ir paskui jį išjungti?

Žinome, kad techniškai tai atlikti įmanoma, ir tereikia šį procesą optimizuoti. Tokių eksperimentų laukiu po 10 – 20 metų.

Ar turėtume genetiškai modifikuoti kitas rūšis, kad išliktume?

Jei gyvūnus ar augalus gabensimės su savimi, jiems taip pat tikriausiai praverstų genetinė modifikacija. Kai kurios būtų vien tam, kad išliktume – pavyzdžiui, Marse mums gali prisireikti modifikuotų azotą fiksuojančių bakterijų. Bet nesunku įsivaizduoti tai atliekant su naminiais gyvūnais ar maistu.

O kaip maistingumas – ar yra pavoju, kad gali nepavykti užauginti reikiamo maisto pakankamai?

Yra devynios nepakeičiamos aminorūgštys, kurias reikia gauti su maistu, nes mūsų kūnai jų nepagamina. Žemėje jų gauti su maistu nėra sudėtinga. Jei keliaujama toli, tektų arba jas gabentis arba gamintis. Bet jei galėtume sukurti jas savo kūnuose?

Mano laboratorijoje tyrėme, kaip galima būtų žmones padaryti labiau prototropiškais, tai yra galinčiais kūne pasigaminti visas reikiamas molekules vien iš paprasto maisto. Galėtume priderinti kituose organizmuose randamas virsmų grandines, integruoti jas į žmogaus genomą, kad galėtume pasigaminti visas reikiamas aminorūgštis. Buvo pademonstruota, kad tai įmanoma atlikti su viena ar dviem aminorūgštimis, bet vėl gi, tik ląstelių kultūrų lygyje.

Ir dar ieškojote būdų kaip galėtume gauti pakankamai vitamino C…

Vitamino C trūkumas sukelia skorbutą. Šiaip jau mes turime vitamino C sintetinimo geną, tačiau jis degradavo. Kai kas jį vadina pseudogenu. Bet šiek tiek parakinėjus su CRISPR, jį galima reaktyvuoti. Jei rengiatės skrieti į kokią tolimą planetą, kodėl gi neatnaujinus kokio geno ar nepridėjus kito gebėjimo? Kad tai suveiktų, reikėtų atlikti vieną iš didžiausių genetinės inžinerijos projektų.

Ar galite papasakoti apie paskutinę jūsų plano fazę, konkrečiau, kartų erdvėlaivio idėją?

Atradome kelis šimtus egzoplanetų, kurios atrodo tinkamos gyvybei, tai yra, kuriose yra pakankamai skysto vandens, kad žmonės galėtų išgyventi – galbūt netgi be jokių apsaugos priemonių. Manau, iki 2400 metų turėsime pakankamai žinių, kas nutinka kūnui ilgų kosminių skrydžių metu, tad galėsime iš tiesų siųsti erdvėlaivius su žmonėmis, kurie galėtų pasiekti geriausius parinktus naujus mūsų namus. Tai vadinama kartų erdvėlaiviu, nes tai bus ilga kelionė; tame pačiame erdvėlaivyje turės gyventi ir mirti ne viena karta.

Nebent sugalvosime ką nors naujo. Gal pavyks išengti tokių kelionių keliamo psichologinio streso, sulėtinant jų biologiją ir perėjus į stazę ar hibernaciją. Lokių tyrimais jau nustatyti genai, kuriais galbūt pavyktų kažką panašaus į žiemos miegą sukelti it žmonėms.

„Daug žmonių kartų turės gyventi ir mirti tame pačiame erdvėlaivyje“

Kalbėdamas apie naujas kartas, minėjote technologiją, kurią vieną dieną galėsime panaudoti, yra dirbtinė gimda. Kodėl manote, kad mums jų prisireiks?

Knygoje, kur tik įmanoma aprašau būdus, kaip turėtume padidinti ne tik planetinę, bet ir ląstelinę laivę. Nesakau, kad egzogimdos pakeis biologines. Jos tiesiog suteikia daugiau pasirinkimų. Jei nėštumas dėl kokių nors priežasčių pernelyg pavojingas, ji suteiktų galimybę turėti vaiką.

Jūs ir aš, žinoma, neišgyvensime iki to laiko, kuomet visa tai nutiks…

Aš tikrai planuoju būti miręs didžiąją savo metų plano dalį. Manau, viena iš labiausiai išlaisvinančių būsenų yra sveikas savo paties mirtingumo suvokimas. Tai išlaisvina mintis apie tai, kas bus po tavęs ir kaip gali prisidėti prie tos ateities. Stebina, kad daug žmonių, su kuriais kalbėjausi apie šią knygą, niekuomet negalvojo apie tolesnę, nei 50 metų perspektyvą.

Komentarai (3)