Wenn wir Leben im Labor, wie Sie uns behandeln?

Was ist das Leben? Während des größten Teils des 20 Jahrhunderts diese Frage ist nicht stark Biologen beunruhigte. Das Leben ist ein Begriff für dichter und nicht Wissenschaftler, meinte der synthetische Biologe Andrew Ellington im Jahr 2008, der begann seine Karriere mit Studien, wie begann das Leben. Trotz der Worte Ellington, die sich der Forschung von der Entstehung des Lebens und Astrobiologie aktualisiert den Fokus auf die Bedeutung des Lebens. Um eine andere Form erkennen, dass das Leben nehmen könnte vor vier Milliarden Jahren, oder die Form, die Sie ergreifen könnte, auf anderen Planeten, die Wissenschaftler müssen verstehen, dass es in der Tat, macht etwas lebendiges.

Aber das Leben ist ein bewegliches Ziel, wie seit langem beachteten Philosophen. Aristoteles hielt «Leben» und «lebendige» unterschiedlichen Konzepten — das Letzte, in seinem Fall war die Gesamtheit der lebenden Wesen, die Sie bewohnen unsere Welt, wie Hunde, Nachbarn und Bakterien auf der Haut. Um zu wissen, Leben, müssen wir erkunden das lebendige; aber das lebendige verändert sich immer in Raum und Zeit. In einem Versuch, Leben bestimmen, müssen wir das Leben, das wir wissen und das nicht wissen. Wie hält ein Forscher der Herkunft des Lebens Pier Luigi Луизи von der Universität Roma Tre, es gibt ein Leben-wie-es-jetzt-Leben-was-es-könnte-hätte-sein Leben und-was-es-einmal-war. Diese Kategorien weisen auf das Dilemma, zu dem wandten sich die mittelalterlichen Philosophen, die Mystiker. Das Leben, wie Sie bemerkt, es ist immer viel größer als das lebendige, und aus diesem Grunde, so Paradox es klingen mag, es wird nie verfügbar Lebewesen. Wegen dieser Lücke zwischen dem wirklichen Leben und einem möglichen Leben, Leben viele Definitionen konzentrieren sich auf Ihre Fähigkeit, sich zu verändern und zu entwickeln, und nicht reduziert auf die Bestimmung der festen Eigenschaften des Lebens.

Kann ich ein Leben im Labor?

In den frühen 1990er Jahren, die Beratung über die Möglichkeiten NASA Leben auf anderen Planeten, Biologe Gerald Joyce, derzeit arbeiten am Institut für biologische Studien Salk in Kalifornien, half zu entwickeln ist eine der weit verbreitetsten Definitionen des Lebens. Es bekannt als die Chemische Darwinist Definition: «das Leben ist eine sich selbst erhaltende chemisches System, fähig zur Darwin ' sche Evolution». Im Jahr 2009 nach zehn Jahren der Arbeit der Gruppe Joyce veröffentlichte Arbeit, in der beschrieben RNA-Molekül, das eine benutzerdefinierte Reaktion katalysieren die Synthese, um eine größere Anzahl von Kopien. Dieses Chemische System erfüllen die Definition des Lebens nach Joyce. Aber niemand hatte den Mut, nennen Sie lebendig. Das Problem ist, dass Sie nicht machen nichts neues oder ungewöhnliches.

«Sobald dieses gen in der Lage, seinen Schöpfer zu überraschen Wort — Trick oder neuer Schritt im Spiel fast Leben — die er nicht erwartet zu hören», so die New York Times schrieb über die Gründung. «Wenn es passiert, wenn es passiert ist mit mir, ich würde mich freuen», sagt Dr. Joyce. Und fügt hinzu: «ich will Nicht behaupten, aber es lebt».

Joyce versucht das Leben zu verstehen, erzeugen einfache lebende Systeme im Labor. In dem Prozess, er und andere synthetische Biologen verkörpern die lebendige Form der neuen Arten des Lebens. Jeder Versuch, neue Lebensformen zu synthetisieren, zeigt die Tatsache, dass es viel mehr, vielleicht sogar unendlich viel mehr mögliche Formen des Lebens. Synthetische Biologen verändern können, den Prozess der Entwicklung des Lebens oder Fähigkeiten, die Sie entwickelt. Ihre Arbeit wirft neue Fragen über определнии Leben auf der Grundlage der Evolution. Wie категоризовать Leben, die geändert wurde, die sich zu dem Produkt, dem Wendepunkt der Evolution, Produkt der evolutionären Bruch der Kette?

Die Geschichte der Herkunft der synthetischen Biologie raus Wurzeln im Jahr 1977, als Drew Andy, einer der Begründer der synthetischen Biologie, und jetzt ein Professor von Biotechnik an der Stanford University in Калифории, versuchte eine computerbaumuster einfachsten Formen des Lebens, die er finden konnte: Bakteriophage T7, ein Virus, der infiziert Bakterium Escherichia coli. Kristall-Kopf auf geschwungenen Beinen dieses Virus ist ähnlich wie das landemodul, das sitzt auf dem Mond und genug bakterielle Medien. Dieses Bakterium ist so einfach, dass nach einigen Definitionen sogar lebendig nicht nennen. (Wie alle Viren, er stützt sich auf die molekulare Technik seiner Wirtszelle für die Reproduktion). Der Bakteriophage T7 besitzt insgesamt 56 Gene, und Andy dachte, dass man ein Modell erstellen, die sich auf jeden Teil der Phagen und wie diese Teile arbeiten zusammen: die perfekte Vorstellung, die prognostiziert, wie sich Phagen, wenn eins dieser Gene zu entfernen oder zu löschen.

Andy baute eine Reihe von Mutanten Bakteriophage T7 systematisch prägende Gene oder die änderung Ihrer Position in einem winzigen Genom T7. Aber mutierten Phagen aus dem Modell eine sehr kurze Zeit. Die änderung soll dazu führen, dass deren Schwächung, führte zu der Tatsache, dass Ihre Nachkommen gerissen Zellen von Escherichia coli in zwei mal schneller als zuvor. Nicht funktioniert. Schließlich, Andy erkannte: «Wenn wir wollen, zu simulieren die Natürliche Welt, wir müssen die Natürliche Welt umschreiben, so dass er моделируемым». Statt der Suche nach der besten Karte ändern Territorium. So entstand der Bereich der synthetischen Biologie. Kreditaufnahme Methoden der Programmierung, Andy begann «рефакторить» das Genom des Bakteriophagen T7. Er schuf Bakteriophage T7.1, eine Form des Lebens, das entworfene zur Vereinfachung der Interpretation des menschlichen Verstandes.

Phagen T7.1 — Beispiel der so genannten сверхдарвиновской Leben: Leben, das verdankt Ihre Existenz der menschlichen Absicht und nicht der natürlichen auslese. Bioingenieure, wie Andy, betrachten das Leben in zweierlei Hinsicht:wie die physische Struktur einerseits und als Informationsstruktur mit anderen. In der Theorie, eine perfekte Darstellung des Lebens zu intensivieren unsichtbarer übergang zwischen Information und Materie, Konzeption und Umsetzung: änderung mehrerer DNA-Buchstaben auf dem Bildschirm Ihres Computers, wird der Ausdruck des Körpers auf dem Plan. Mit einem solchen Ansatz die Evolution verderben droht das Projekt des Ingenieurs. Erhaltung der biologischen Design kann verlangen, dass Ihr Körper nicht konzipiert abgespielt werden soll oder zu entwickeln.

Im Gegenteil, der Wunsch von Joyce, dass seine Moleküle ihn überrascht, sagt, dass die Fähigkeit zu einer offenen Evolution — «fantasievoll, Allmächtigen, Grenzenlos» — ist das entscheidende Kriterium für Leben. In übereinstimmung mit dieser Idee Joyce jetzt bestimmt das Leben wie genetische System, das enthält mehr Information als die Zahl, die zum starten Ihrer Arbeit. Aber gemäß dieser Definition, wenn man zwei identische Systeme mit unterschiedlichen Geschichten — eine konzipierte und entwickelte sich eine andere — nur letztere gilt als lebhaft; Rational konzipierte System, unabhängig von seiner Komplexität, wird nur «technologische Artefakt».

Design und Evolution nicht immer entgegengetreten. Viele Projekte der synthetischen Biologie используюсь Mischung aus rationalen Designs und der gerichteten Evolution: Sie entwerfen die Medien von mutierten Zellen — in verschiedenen Varianten — und wählen das beste. Obwohl die neue Ansicht Joyce über das Leben umfasst die Entwicklung, es erfordert auch eine plötzliche Entstehung, als Darwin langen Entwicklung. Auftauchende Leben passt in eine Kultur der plötzliche Neuerung, deren Ideen beinhalten eine Magische Entstehung von Arbeits-Niere aus dem 3D-Drucker. Design und Evolution sind auch kompatibel, wenn bioingenieure wird auf die genetische Vielfalt sowohl auf Schatzkammer Design-Elemente für zukünftige Formen des Lebens.

Für einige synthetische Biologen Weg zu dem, was die Mystiker nennen das Leben außerhalb des Lebens — das Leben übertrifft, wie wir Sie kennen — geht durch die biologische Technik. Andy beschreibt seine Berufung in Bezug auf den Wunsch, einen Beitrag zum Leben, erzeugen neue Arten von «unglaubliche Modelle, die gedeihen und existieren». Joyce lehnt das Leben und die Technologie die fundamentale thermodynamische Tendenz zur Unordnung und Zerfall. Welche neuen Formen erhält das Leben? Die Zeit wird zeigen.