Молекулярното „де-изчезване“ разпалва въображението

Писателят е теоретичен коментатор

Би било обезсърчаваща задача да разгледаме научно в детайли всяка молекула в близост през днешния ден. Но какво да кажем за проучването — и пресъздаването — на молекули, които към този момент не съществуват?  

Това е царството на „ молекулярното унищожаване на изгубването “, смела нова просвета, която се стреми да огледа отначало геномите на изчезнали типове – не с цел да възкреси изчезнали същества, а вместо това да разбере дали съдържат чертежи на антични молекули, които биха могли да решат модерни проблеми. 

Екип, управителен от César de la Fuente от Университета на Пенсилвания, е пионер в потреблението на изкуствен интелект за идентифициране на от дълго време изгубени молекули с антимикробен капацитет посредством сканиране на протеините, открити в вълнисти мамути, антични морски крави и даже Неандерталци. Някои от молекулите са синтезирани в лабораторията и съгласно ранни доказателства е открито, че имат обещаващи антимикробни свойства.

Изследването е вълнуващо от научна позиция, сподели ми биоинженерът, само че в този момент би трябвало да има по-широк диалог за къде отива по-късно. „ Това беше повратен миг за мен “, сподели де ла Фуенте. „ Започнах да се тревожа . . . Добре ли е от биоетична и философска позиция да синтезираме изчезнали молекули в лабораторията? “

Този апел е в основата на къса публикация, написана взаимно от де ла Фуенте и Андрю Торанс, биолог и патент специалист по право в Университета на Канзас и оповестен предишния месец в Nature Biotechnology. Документът вярно признава, че преправянето на несъществуващи молекули поражда по-малко етични опасения, в сравнение с съживяването на изчезнали същества, като додо или вълнест мамут. Въпреки това, двойката написа, „ концепцията за възкресяване на молекули от предишното [повдига] дълбоки етични въпроси по отношение на нашата връзка с природата, границите на човешката интервенция и нашите отговорности като настойници на биологичния свят ”.

Пресъздаването на изчезнали съединения, за разлика от връщането на дронта или вълнестия мамут, наподобява научно потребно. Тези молекули в миналото са помогнали на живите същества да процъфтяват в минали среди. В един непрекъснато изменящ се свят спекулирането с антични молекули наподобява като мъдра застрахователна лавица. 

Екипът от Пенсилвания в началото се е заел да пресее алгоритмично съществуващите протеини за фрагменти (пептиди) с антимикробен капацитет. С напредъка в изкуствения разсъдък и изчисленията, те се усилиха, с цел да копаят цели протеоми - всички протеини в генома - от разнообразни типове. След като са записали хиляди молекули с антимикробен капацитет, които се крият в човешките протеини, те са пробили през протеомите на неандерталците и денисовците, нашите най-близки предшественици. Но те разсъждаваха за какво да стопират дотук? Протеините и пептидите са единствено биологичен код; всеки загубен код може да бъде потребен.

Както екипът заяви през юни, те изследваха протеомите на към 200 несъществуващи вида; 37 000 молекулярни фрагмента от изчезнали организми бяха маркирани като евентуално притежаващи широкоспектърна антимикробна интензивност. Шестдесет и девет съединения бяха синтезирани в лабораторията; няколко унищожиха бактериите в паничките на Петри и, което е сериозно, понижиха инфекциите при мишки. Сред най-мощните са мамутузин-2 от вълнестия мамут, елефазин-2 от слон с прави бивни и мегалоцерин-1 от великански лос. Някои са били сравними по резултатност, твърди de la Fuente, с полимиксин B, антибиотик от последна инстанция.

Въпреки че вложителите са създали подходи, прекомерно познатата липса на пазарни стимули за антимикробни средства значи de la Fuente и сътрудниците също обмислят нестопанския метод да накарат всички съединения да бъдат пуснати в клинични изпитвания. Ако бъдат създадени, съединенията ще се доставят посредством местни кремове или инжекции, а не през устата или посредством генна терапия.

Един от фокусите на отчета на Nature Biotechnology е дали изчезналите молекули могат да бъдат патентовани. Десетилетия казус са сложили естествено срещащи се субстанции, като човешки и скотски гени, отвън обсега на патентите, само че изчезналите молекули попадат в сивата зона. Те към този момент не се срещат естествено, само че макар че съществуват единствено когато са модифицирани в лаборатория, те също не са същински синтетични. 

Бъдещето на това проучване е нестабилно на доста фронтове, само че разпалва въображението. Точно както античните модели на миграция дават улики за това по какъв начин са се появили някои заболявания, биха могли от дълго време мъртви организми да разкрият акомодации към минали промени в климата или към патогени, от които можем да се поучим през днешния ден? Съществува и тип кармична циркулярност на молекулярното изгубване: актуалните хора евентуално са преследвали вълнестия мамут и слона с прави бивни, с цел да не съществуват. И в този момент търсим техните молекулярни призраци за нашето микробно избавление.