0

Genų mokslo takais ir takeliais (1)

spalio 24, 2011 Mokslas

Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto Žmogaus ir medicininės genetikos katedros vedėjas, šio Universiteto ligoninės Santariškių klinikų Medicininės genetikos centro direktorius, Lietuvos žmogaus genetikos draugijos pirmininkas prof. habil. dr. Vaidutis Kučinskas bendrauja su Mokslo Lietuva.

Kristus ir genų mokslas

Prof. Vaidutis Kučinskas savo darbo kabinete. Foto ML

Gerbiamasis Profesoriau, esate Lietuvos gyventojų populiacijos tyrinėtojas, tad nieko stebėtino, kad žurnalistai dažniausiai Jūsų ir klausia apie šiuos tyrinėjimus. Mes taip pat neišvengsime šios temos, bet iš pradžių aptarkime kitą naujieną. Vasario 26-ąją užsienio šalių televizijos stotys pranešė pakankamai sensacingą naujieną: garsus Holivudo kino režisierius Džeimsas Kameronas (James Cameron), kino filmo „Titanikas“ kūrėjas, tikina Izraelyje esant Jėzaus Kristaus kapą. Tvirtinama, kad jame taip pat esą palaidoti ir kiti Šventos šeimos nariai, taip pat ir Šv. Marija. Jie išvardyti: Jėzus, Juozapo sūnus, Jokūbas, Juozapo sūnus, Marija, Mariamenė (arba Marija e Mara, galimas daiktas, tai Marija Magdalietė), Matas, Judas, Jėzaus sūnus ir Josė. Kameronas jau spėjo apie tai sukurti dokumentinį filmą, kuriame teigiama, kad Kristus ir Marija Magdalietė buvo vyras ir žmona. Nesigilindami į šias peripetijas, tarkime, kad iš tikro toks kapas būtų aptiktas, ir tai ne eilinis sensacijų medžiotojų paklydimas. Ką tai duotų genetikams?

Man teko matyti per BBC šiam įvykiui skirtą reportažą, taip pat per CNN žinomo televizijos laidų vedėjo Larry’io Kingo laidą Larry King Live. Panašus klausimas buvo keliamas ir toje laidoje.

Mėgindamas atsakyti kiekvienas mokslo žmogus pirmiausia sau užduotų klausimą, ar tikrai toks žmogus – Jėzus Kristus – buvo. Kol kas mokslo tai nėra tvirtai įrodyta. Jeigu tokio žmogaus nėra buvę, tai nėra prasmės kalbėti apie jo palaikus. Suprantu, kad Bažnyčiai čia klausimo nekyla, bet mes šiuo atveju atstovaujame mokslui.

Lyg ir akivaizdu, kad jeigu krikščionybė atsirado prieš 2 tūkst. metų, tai turėjo būti pradinė priežastis, tos religijos pradininkas. Juk ir dabar pasaulyje yra daugybė įvairių sektų, mokymų, pranašų ir naujų religijų skelbėjų. Man teko lankytis daugelyje šalių: Kinijoje, Japonijoje, Taivane ir kitose, mačiau daugybę pranašų, pretenduojančių ne tik skleisti Dievo žodį, bet ir būti naujos religijos kūrėjais bei skleidėjais.

Kapas Jeruzalėje, kuriame rasti palaikai, sudomino garsųjį Holivudo prodiuserį ir režisierių Džeimsą Kameroną

Kapas Jeruzalėje, kuriame rasti palaikai, sudomino garsųjį Holivudo prodiuserį ir režisierių Džeimsą Kameroną

Taivane vieno universiteto rytinėje Ramiojo vandenyno pakrantėje genetikai mane nuvedė į milžinišką bažnyčią ir aiškino, ką jų dvasinis vadovas ir mokytojas (Master) mano vienu ar kitu klausimu. Šį universitetą išlaiko naujos religinės pakraipos organizacija, kurią net būtų sunku pavadinti sekta. Tai naujos religinės krypties Bažnyčia, turinti pasaulyje kelis šimtus milijonų tikinčiųjų – man taip buvo tvirtinama.

Ką noriu pasakyti? Ir mūsų dienomis pasaulyje atsiranda daugybė dvasinių vadovų, pranašų ir „mokytojų“, kaip jie save vadina, kurie sugeba savo skelbiamas tiesas išplatinti milžiniškose teritorijose, kartais net keliuose žemynuose. Milijonai žmonių paklūsta toms skleidžiamoms idėjoms, pajungiami naujų pranašų interesams, ir kas žino, ar iš to neišsirutulios naujos religijos. Vadinasi, gyvename kartu su naujų religijų kūrėjais, esame jų amžininkai. Ir minėtame universitete Taivane Ramiojo vandenyno pakrantėje man buvo vardijama, kur tos naujos religijos atstovai jau turi savo bažnyčias – Šiaurės Amerikoje, Vokietijoje, kitose šalyse. O štai Baltijos šalyse sakė dar savo bažnyčių neturintys.

Gal gavote pasiūlymą būti tos naujos religijos atstovu ar vietininku Lietuvoje?

(Juokiasi.) Ne, tokių pasiūlymų negavau, bet man buvo parodytos tos naujos Bažnyčios galimybės. Prisipažinsiu, buvau priblokštas. Yra apie ką pamąstyti.

Juk kas buvo krikščionys krikščionybės atsiradimo pradžioje? Vienos iš daugelio sektų atstovai, ir tai tęsėsi bene 300 metų, skaičiuojant nuo Kristaus laikų. Juk tik Romos imperatorius Konstantinas Didysis (apie 285–337 m.) tapo pirmuoju krikščionių religijos globėju. Atsirado galimybės šią religiją plačiai skleisti, ji tapo valstybine Romos imperijos religija. Jei ne Konstantinas, kas žino, gal ir šiandien krikščionybė būtų išlikusi tik kaip viena iš daugelio religinių sektų.

Prieš metus buvau pakviestas į Izraelį, ten Tel Avivo universitete skaičiau paskaitą. Buvau nuvežtas ir į Kristaus kapo vietą Jeruzalėje, kur pastatyta Kristaus kapo bažnyčia. Teko lankytis oloje, kur – teigiama – buvo palaidotas Kristaus kūnas. Iš ten, jeigu tikėtume krikščioniškomis tiesomis, Kristaus kūnas buvo paimtas į Dangų. Tai ne visai mokslo interesų sritis.

Taip, suprantu, bet kas Jus kaip genetikos mokslo atstovą galėtų sudominti šioje problemoje? Tarkime, iš tiesų pavyko aptikti Kristaus–žmogaus palaidojimo vietą ir rasti palaikus. Ar genetikos mokslo metodais pavyktų identifikuoti Kristaus palaikus?

Genetiškai būtų sunku identifikuoti. Krikščioniškoji Bažnyčia teigia, kad Jėzus nebuvo vedęs ir neturėjo palikuonių. Tačiau Dž. Kameronas teigia, kad aptiktoje Jėzaus palaidojimo vietoje palaidotas taip pat ir vaikas – Judas. Krikščionybės teoretikai ir paprasti katalikai labai pasipiktino, nes ligi šiol buvo visuotinai teigiama, kad Kristus nebuvo vedęs. Žinoma, neskaitant įvairių pasirodžiusių romanų, kur gali rasti, ko tik nori. O genetikui šiuo atveju labai svarbu aptikti kokius nors tiriamojo asmens palikuonis, tada galėtume įrodyti giminystės ryšį. Tai sunkus atvejis.

Paprastai tiriama mitochondrinė arba Y DNR (vyrams). Mes galėtume nustatyti, kokio tipo ta Y DNR, bet tai nereiškia, kad ta DNR pažymėtų konkretų tiriamąjį asmenį. Jeigu tai vienas asmuo, tai jis „pakimba“ erdvėje, nes nėra su kuo lyginti.

Bet Jėzaus Kristaus atveju tai gal nebūtų beviltiškas atvejis, nes bent jau užsienio spaudoje teigiama, kad ten palaidoti ir kiti artimi giminaičiai ar net palikuonis.

Bent jau matytoje televizijos laidoje buvo teigiama, kad Jėzus Kristus turėjęs brolių, gal net keturis. Jų visų DNR būtų panaši. Bet datavimas nebūtų tikslus.

Gal datavimo tikslumą turėtų užtikrinti kiti tyrimo metodai, ne vien genetiniai.

Palaikų amžių būtų galima identifikuoti kitais metodais, kad ir radioizotopų metodu. Tada jau būtų galima susieti kape esančių palaikų giminingumo laipsnį. Sūnaus genomas turėtų būti 50 proc. panašus į savo motinos ir brolių genomą. Tiriamos DNR sekos. Beje, tą patį mes ir darome Vilniaus universiteto ligoninės Medicininės genetikos centre. Mums tenka atlikti tėvystės įrodymų tyrimus, jei į mus kreipiasi atitinkamos institucijos, pavyzdžiui, teisminės.

Kartais žmonės nori, kad nustatytume giminingumo laipsnį su tam tikru asmeniu, pavyzdžiui, broliui ieškant sesers ar panašiai. Variantai gali būti įvairūs.

Taigi neatmetate tokio tyrimo tikslingumo? Mintyje turiu Kristaus spėjamų palaikų atveju.

Iš principo rastuosius palaikus tiriant genetiniais metodais būtų galima susieti giminystės ryšius, bet skubotų išvadų nereikėtų daryti. Kai pirmą kartą nuvykau į Ispaniją, įsitikinau, kad ten daugybė Jėzaus vardu pakrikštytų asmenų. Esu tikras, kad ir Kristaus laikais Jėzaus, Marijos, Juozapo vardai buvo gana išplitę žydų gyventose teritorijose. O ir tų pranašų ten atsirasdavo ne vienetai.

Kas sudėtingiausia šifruojant genomą

Krikščionybės teologams būtų didelis smūgis, jei genetiniais tyrimais pavyktų įrodyti, kad Kristus turėjo ne tik motiną, bet ir tėvą.

Bažnyčios teigimu, Kristus tėvo neturėjo, bet į šį pasaulį atėjo iš Šventos Dvasios.

Jei taip, tai čia ir baigiasi genetikos, ir apskritai mokslinio pažinimo galios? Jūsų vadovaujama Žmogaus ir medicininės genetikos katedra dievažmogio netyrinėja?

Šiuolaikinės biotechnologijos galimybės yra neįtikėtinos. Štai kad ir klonavimas – kas tai yra? Tai gyvybės pradėjimas be tėvo. Šia prasme, Kristaus gimimo atvejis būtų kažkuo panašus į klonavimą.

Gal ateis metas, kai ir motina bus nereikalinga gyvybei atsirasti ir vystytis?

Motina turi būti. Kitoks atvejis man sunkiai įsivaizduojamas. Iš motinos organizmo paėmus ląstelę, jos branduolį įdėjus į kiaušialąstę ir paskatinus ląstelę dalytis, pavyksta užmegzti bei užauginti naują gyvybę.

Ar tai gyvybės atsiradimo problema, o gal tai sąlygų ląstelės branduoliui sudarymo subtilumai?

Tai ne gyvybės atsiradimo problema, nors dažnai tie dalykai labai sureikšminami, ypač Lietuvoje vykstančiose diskusijose. Juk kaip į gyvybės atsiradimą žvelgia genetikas? DNR yra užkoduotas procesas, kuris turi vykti, o tam būtinos tam tikros sąlygos. Tų sąlygų, kokios yra moters organizme, mokslas kol kas neįstengia sukurti. Deja, tik atrodo, kad čia viskas paprasta.

Kur slypi tas sudėtingumas? Tai ligi šiol nepažinti cheminiai procesai?

Manau, kad taip.

Tačiau gal genomo iššifravimas mokslą priartins ir prie šių sudėtingų gemalo užmezgimo ir gyvybės vystymosi problemų suvokimo? O jei taip, tai gal ir tų sąlygų pakartojimo, modeliavimo?

Genomo iššifravimo problema išspręsta, bet ne iki galo. Ką reiškė 2003 m. paskelbta žinia, kad genomas iššifruotas? Reiškė tik tai, kad pavyko nustatyti nukleotidų seką atskirose molekulėse. Atskira molekulė – tai viena chromosoma. Žmogaus ląstelėje yra 24 skirtingos chromosomos. Tai štai tose 24 molekulėse nustatyta, kokia yra DNR seka, t. y. nukleotidų seka – A, T, G, C, nustatytas jų eiliškumas, bet tai neparodo, kur genas prasideda, kur baigiasi. Kaip tie visi genai veikia, taip pat dar neišspręstas klausimas. Kai kurių genų vietą chromosomoje, kur jų pradžia ir pabaiga, jau žinome, taip pat išsiaiškinta jų vidinė struktūra, sandara. Bet tai dar neišsemtas žinių šaltinis.

Kas čia buvo sudėtingiausia – šifruojant genomą?

Pirmiausia reikėjo sukurti tyrimo prietaisus, kurie galėtų padėti nustatyti nukleotidų seką. Už tų prietaisų, darbo įrankių sukūrimą buvo gautos dvi ar net trys Nobelio premijos. Tie mokslininkai rado būdą nustatyti nukleotidų išsidėstymo seką. Tai padaryta pagal cheminius signalus. Atskiras nukleotidas gali būti pažymėtas tam tikra žyme; kadangi yra keturi skirtingi nukleotidai, tai tiek ir žymių panaudota. Lyg ir nedaug, bet kažkodėl sunkiai sekėsi tuos žymėjimus atlikti. Iš pradžių buvo žymima radioizotopais rankiniu būdu ir kiekvienas skirtingai. Kiekvieną nukleotidą mokslininkai gaudavo atskirame takelyje, o juos stebėdami galėdavo identifikuoti visą seką.

Man ir pačiam teko atlikti tokius žymėjimus, vėliau buvo sukurtas automatinis sekvenatorius. Dabar tie sekvenatoriai labai ištobulinti, mes jais naudojamės. Tobuliausi sekvenatoriai padeda nustatyti 1 tūkst. nukleotidų iš eilės, o praktiškai nėra tokio mažo geno. Jie daug didesni. Vadinasi, vienu kartu mes negalime nustatyti net vieno geno sandaros.

Mintyje reikia turėti milijonus ir milijardus nukleotidų, todėl laukia visai kitos eilės tyrimai bei darbai. Jei nustatome nukleotidų seką DNR gabaliukui, tai reikia sugalvoti, kaip tą padaryti visai molekulei – nustatyti seką. Kai eksperimente tiriame mėginį, tai juk nežinome, kuris čia pirmas, antras ar n-tasis gabaliukas, o eiliškumas ne tik svarbus, bet ir esminis dalykas. Turime į vieną grandinę sujungti visą tą nukleotidų seką. Daugybė problemų.

Nukleotidų pagrindinė „užduotis“ – perduoti signalą?

Perduoti informaciją, kuri yra genetinis kodas. Šis sudarytas iš trijų nukleotidų. Tai buvo suvokta praėjusiame amžiuje maždaug apie 1960-uosius. Tačiau kai į šiuos darbus įsitraukė biotechnologai, t. y. inžinieriai, mano nuomone, prarastas vienas esminis dalykas. Biotechnologui svarbu nukleotidai, nuolat kalbama apie snipus – vieno nukleotido polimorfizmą. Taigi biotechnologas nagrinėja, ar tas nukleotidas toks ar kitoks, nustato, kokia yra seka.

O reikia…

O reikia visą laiką žiūrėti funkciškai, kokie yra 3 nukleotidai – tripletas. Tai ir yra kodonas: kodas, kuriame užšifruota, kokia amino rūgštis turi būti baltyme. Tripletas po tripleto ir nusako, kokia yra amino rūgštis baltyme, t. y. struktūrą: glicinas, alaninas, leucinas ir t. t. Informacine kalba tripletai išverčiami į vieną signalą polipeptide, t. y. nuosekliame daugiau kaip 20 alfa-amino rūgščių junginyje. Galų gale turime struktūrą baltymo, kuris vėl dėl cheminių ryšių, konformacijų gali labai įvairiai susisukti. Nuo to priklauso, kas esame ir kaip atrodome. Čia visa esmė: svarbu žinoti šią informaciją, kur geno pradžia ir pabaiga, kaip tripletai išsidėstę, ir būtent kur tas pirmasis tripleto nukleotidas. Kai sakau – geno pradžia, turiu mintyje, kad genas yra funkcinis vienetas. Mes genetikoje viską traktuojame funkcijos prasme. Kita vertus, genas yra didelė DNR grandinė, kurioje gali būti net keli milijonai nukleotidų – labai ilgas DNR gabalas.

Mendeliui labai pasisekė

Virš Jūsų galvos kabo čekų katalikų vienuolio ir mokytojo Gregoro Johano Mendelio portretas. Tai Jūsų patronas, savaip visų genetikų „šventasis“?

Šį G. J. Mendelio portretą nupiešė ir padovanojo mano giminaitis. Mendelis XIX a. viduryje atrado paveldėjimo dėsnius, ir tą jam pavyko padaryti gana atsitiktinai, laimingai susiklosčius aplinkybėms. Tam atradimui reikėjo daugelio sąlygų, kurių Mendelis galėjo neužtikrinti ir neatrasti savo dėsnių.

Tačiau paprastai sekasi dirbantiems, darbštiems žmonėms. Toks jau sėkmės formulės dėsningumas.

Mendeliui eksperimentas susiklostė kaip reta palankiai. Jis pasirinko požymius, kuriuos analizavo, ir būtent tokius, kuriuos lemiantys genai buvo skirtingose chromosomose. Dėl to ir atrado paveldėjimo dėsningumus.

Pirmą kartą eksperimentavo su žirniais, vėliau pasirinko kitą augalą, ir tie dėsniai antrą kartą eksperimentuojant nepasitvirtino. Aišku, būtų pasitvirtinę, jei Mendelis būtų pasirinkęs tokius genus, kurie atitiktų pirmą eksperimentą. Bet jis pasirinko kitus genus, beje, sąvokos genas jis nevartojo.

Nuostabiausia, kad Mendelio dėsniai veikia, nesvarbu, kad ir kokia didžiulė tai struktūra. Pats Mendelis apie tai nieko nenuvokė, kaip ir apie cheminę struktūrą, o DNR buvo išskirta po ketverių metų – 1869 m. Tą padarė Frederikas Myšeris (Frederick Miescher) – kaip medžiagą ją išskyrė, nors cheminės sandaros ir nežinojo.

Nepaisant viso sudėtingumo, kurį šiandien žinome, tie Mendelio atrasti dėsniai veikia, ir čia visas paradoksas. Sakyčiau, stulbinantis dalykas, kad tokia sudėtinga struktūra paklūsta tokiems paprastiems dėsniams.

Tad ką būtų galima pasakyti apie genetinę gyvųjų organizmų struktūrą, ar ji sudėtinga? O gal visas organinės gyvybės pasaulis sudarytas iš gana paprastų „plytų“ ir paklūsta, kaip Jūs ką tik pasakėte, gana paprastiems dėsniams? Pagaliau juk Gamta ar Sutvėrėjas turėjo rinktis kuo paprastesnį kelią. Tai kaip yra iš tikrųjų vertinant iš genetikos principų?

Nemanau, kad gyvybės pasaulis labai sudėtingėjo. Jei vertinsime pagal genomo sandarą ir genų skaičių skirtingose gyvūnų rūšyse, vaisinėje muselėje, pelėje, apvaliojoje kirmėlėje – viskas labai panašu. Tą patį galėtume pasakyti ir apie žmogų. Jis turi iki 35 tūkst. skirtingų genų (pagal pavadinimus) vienoje lytinėje ląstelėje viengubame rinkinyje, t. y. genome, chromosomų rinkinyje. Palyginę su pelės genomu įsitikinsime, kad skirtumas nedidelis.

Šis Jūsų ką tik paminėtas faktas verčia paklausti: kur glūdi tokio sumanymo, būtent tokio pasirinkimo išmintis, o gal paslaptis? Tiesa, gal tai teosofinis klausimas, bet juk ir genetikai turi savo nuomonę?

Jei laikomės evoliucionizmo gamtoje principo, o ne kreacionizmo pozicijos, t. y. kalbame mokslo priimtąja kalba, matome, kad skirtingų augalų ir gyvūnų rūšys turėjo evoliucionuoti.

Prisitaikyti prie kintančių aplinkos sąlygų? Kas čia imtų evoliucionuoti, jei nebūtų savotiško išorinio „prievartos mechanizmo“.

Organizmai keitėsi, tobulėjimo kryptimi, nors tai nereiškė, kad jie patys „susigalvojo“ tokiais būti ir tapo. Kartais mano studentai ima ir pasako: „A, tai jau tas ar anas prisitaikė…“ Aišku, adaptacija tam tikra prasme vyksta, bet adaptacijos ribos nėra labai didelės. Žmogus ar bet koks kitas organizmas, pagaliau augalas ar gyvūnas faktiškai neprisitaiko, bet pačios gamtos yra atrenkamas: išgyvena arba miršta, nunyksta.

Organizmas visada yra auka? Žinoma, vertinant iš gamtos, jei taip galima pasakyti, pozicijų.

Taip, auka, nes populiacinės genetikos požiūriu jis arba išgyvena, arba ne.

Kalbėjosi Gediminas Zemlickas

LIETUVOS MOKSLININKŲ LAIKRAŠTIS Nr.6(362)

Tęsinys 2011 10 25

© 2011 – 2015, viršaitis. All rights reserved.

Palikite atsiliepimą

Jūs turite būti prisijungęs komentavimui.