Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Kunstmatig leven

Kunstmatig leven zou over tien jaar kunnen bestaan, volgens een gepubliceerd artikel van Associated Press in 2007. Leer meer over kunstmatig leven.

Eind augustus 2007 werd in een artikel van Associated Press beweerd dat wetenschappers niet meer dan tien jaar verwijderd waren van het creëren van kunstmatig leven – en mogelijk zelfs maar drie jaar. Zou zoiets mogelijk zijn? Wetenschappers hebben enorme vooruitgang geboekt bij het decoderen van menselijke en dierlijke genomen, het synthetiseren van DNA en het klonen. Het creëren van kunstmatige, functionerende biologische organismen lijkt een enorme sprong voorwaarts te betekenen die deze vermogens te boven gaat. Maar sommige bedrijven en onderzoekers die betrokken zijn bij de zoektocht naar kunstmatig leven geloven dat het tijdsbestek van tien jaar mogelijk is. En dat niet alleen:ze zeggen dat de ontwikkeling van nat kunstmatig leven (zoals het vaak wordt genoemd) zal onze kijk op het biologische leven en onze plaats in het universum radicaal beïnvloeden.

De beweringen over de aanstaande uitvinding van kunstmatig leven zijn misschien wat gewaagd. Onder de sceptici bevindt zich Francis Collins, hoofd van het Human Genome Project, die zegt dat het tijdsbestek van tien jaar te ambitieus is. Toch heeft het vooruitzicht op kunstmatig leven veel aantrekkingskracht, en we zullen er in dit artikel naar kijken.

Nat kunstmatig leven is geen gemodificeerd of genetisch gemanipuleerd organisme. Het is een leven dat volledig uit basisonderdelen bestaat. Maar zoals we zagen in ons artikel over het vreemde leven hebben wetenschappers geen rigoureuze, gestandaardiseerde definitie van wat leven is. Toch hebben biologen enkele basisideeën over welke eigenschappen kunstmatig leven moet bezitten om als levend te worden beschouwd.

Ten eerste moet kunstmatig leven DNA of genetische code hebben. Het moet zich ook kunnen voortplanten en zijn genetische code kunnen doorgeven. De levensvorm heeft dan ergens zijn genetische code nodig, een beschermend omhulsel of membraan, vergelijkbaar met een celwand, dat het DNA en andere delen bij elkaar houdt. De celwand moet ook normale biologische processen mogelijk maken. Met andere woorden, het moet voldoende doorlaatbaar zijn om de opname van voedingsstoffen mogelijk te maken en relatief ondoordringbaar voor ziekteverwekkers. Zodra de basisonderdelen bij elkaar zijn, zou het organisme zichzelf in stand moeten houden:het zou voedsel moeten eten en metaboliseren. Ten slotte heeft de levensvorm het vermogen nodig om zichzelf te herstellen, zich aan te passen en te evolueren.

Het ontwikkelen van enkele van deze kenmerken brengt veel uitdagingen met zich mee voor onderzoekers. Maar een wetenschapper van Harvard voorspelde (in datzelfde AP-artikel) dat er begin 2007 grote vooruitgang zou worden geboekt bij het creëren van celmembranen [bron:Associated Press]. Een kunstmatig organisme langer dan een paar minuten of een paar uur in leven houden is ook een uitdaging, hoewel wetenschappers zich kunnen concentreren op het versterken van de organismen nadat enkele van de eerste hindernissen zijn overwonnen.

Om DNA te maken, pleiten sommige wetenschappers ervoor om nucleotiden (de bouwstenen van DNA) in de celomhulling te plaatsen. De nucleotiden zouden op de een of andere manier gecombineerd kunnen worden om DNA te vormen. Dat op zichzelf zou een uitdaging kunnen vormen, omdat er mogelijk enzymen nodig zijn om de nucleotiden samen te stellen, wat in strijd zou kunnen zijn met de regel van de 'basisonderdelen' voor het creëren van kunstmatig leven.

Op de volgende pagina zullen we kijken naar meer uitdagingen die tussen wetenschappers en kunstmatig leven staan. We zullen ook deze vraag overwegen:Zullen kunstmatige levensvormen uit de hand lopen?

Zorgen en uitdagingen over kunstmatig leven

© Fotograaf:Jan Kaliciak

Sciencefictionboeken en -films staan ​​vol met voorbeelden van uit de hand gelopen machines, virussen, kunstmatige organismen en kunstmatige intelligentie. Deze ficties vertegenwoordigen de slechtst mogelijke uitkomst, zeggen sommige mensen, als het gaat om 'voor God spelen'. Sommige wetenschappers bieden de geruststelling dat tegen de tijd dat kunstmatige organismen daadwerkelijk worden gecreëerd, er meer mechanismen zullen zijn om ze te controleren.

Het is ook belangrijk om te onthouden dat het brede scala aan diverse en complexe organismen op aarde het product vertegenwoordigt van bijna vier miljard jaar evolutie. Zelfs als het tijdsbestek van tien jaar klopt, zullen wetenschappers in 2017 niet werken met kunstmatig gecreëerde giftige planten, roofzuchtige dieren of onstuitbare virussen. Vroege synthetische levensvormen zullen vrij eenvoudige organismen zijn van een paar cellen of minder. In feite schuilt er waarschijnlijk meer gevaar in het misbruik van genetische manipulatietechnieken om bestaande virussen te modificeren en ze zeer besmettelijk of virulent te maken.

Tegen degenen die zeggen dat wetenschappers niet het recht hebben om ‘voor God te spelen’, zeggen voorstanders vaak dat het creëren van kunstmatig leven een natuurlijk verlengstuk is van het verlangen van de mensheid naar vooruitgang en ontdekking. Onderzoek naar kunstmatig leven kan inzichten opleveren in enkele van de fundamentele processen van de biologie, maar ook hier hebben sciencefictionafbeeldingen van op hol geslagen kunstmatige creaties waarschijnlijk niet bijgedragen aan de argumenten voor kunstmatig leven.

Omdat er enige onenigheid bestaat over wat zowel leven als kunstmatig leven definieert, kunnen we verschillende voorbarige claims van succes van biologen tegenkomen. Wat zou als een succes kunnen worden aangemerkt? Moet het een functioneel, complex, zelfreplicerend organisme zijn, of zou een eenvoudig stukje kunstmatig gecreëerde, zelfreplicerende genetische code voldoende zijn? Hoe basaal moeten de ingrediënten zijn die worden gecombineerd om het organisme te creëren? Francis Collins zegt dat wetenschappers "vals spelen" door enzymen te gebruiken, die zelf zijn afgeleid van levensvormen [bron:PBS].

In wat een belangrijke eerste stap zou kunnen zijn, hebben sommige wetenschappers al kunstmatige virussen geproduceerd, maar zij deden dit door synthetisch DNA van bekende virussen te reproduceren. Vervolgens injecteerden ze dit DNA in cellen die niet synthetisch waren gevormd.

Als een kunstmatig organisme eenmaal is gemaakt, hoe (en hoe lang) zal het dan leven? Collins is van mening dat kunstmatig leven zou moeten kunnen overleven in een basale omgeving, misschien in een eenvoudige suikeroplossing, zonder dat mensen ingewikkelde chemicaliën leveren [bron:PBS]. Anderen zouden kunnen zeggen dat het maken van een soort microbe of organisme dat kortstondig kan overleven, in ieder geval in eerste instantie als een succes kan worden aangemerkt, ook al vergt het veel controle of toezicht van buitenaf.

Op zijn minst zullen enkele van de aanvankelijke beweringen over kunstmatig leven grondig onder de loep worden genomen. Verwacht de komende jaren een voortdurend debat over wat het leven definieert, zowel 'echt' als kunstmatig.

Voor meer informatie over kunstmatig leven en andere gerelateerde onderwerpen, bekijk de links op de volgende pagina.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe DNA werkt
  • Hoe genenpools werken
  • Hoe evolutie werkt
  • Hoe klonen werkt
  • Hoe stamcellen werken

Meer geweldige links

  • Internationale Vereniging voor Kunstmatig Leven
  • Kunstmatig leven:laten we een microbe maken!

Bronnen

  • "Kunstmatig leven." NOVA. PBS. http://www.pbs.org/wgbh/nova/sciencenow/3214/01.html
  • "Kunstmatig leven:laten we een microbe maken!" NOVA. PBS. http://www.pbs.org/wgbh/nova/sciencenow/3214/01-make-flash.html
  • "Verklarende woordenlijst." Menselijk genoom project. http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/publicat/97pr/09gloss.html
  • "Wetenschappers gebruiken DNA om virussen te maken." 13 november 2003. BBC News. http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3268259.stm
  • "Uitzicht:het is het ultieme kunstwerk." Tijden van India. 23 augustus 2007. http://timesofindia.indiatimes.com/Editorial/VIEW_Its_the_ultimate_work_of_art/articleshow/2301992.cms
  • Borenstein, Seth. "Kunstmatig leven waarschijnlijk over 3 tot 10 jaar." Bijbehorende pers. Breitbart.com. 19 augustus 2007. http://www.breitbart.com/article.php?id=D8R4H0Q00&show_article=1
  • Krulwich, Robert. "Francis Collins-interview." PBS. 10 augustus 2005. http://www.pbs.org/wgbh/nova/sciencenow/3214/01-collins.html



Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Nation-building of natuurvernietiging? Waarom het tijd is dat NZ de milieuschade van het koloniale verleden het hoofd moet bieden
  2. Weten eiwitten het nog?
  3. Het effect van zout en suiker op gedehydrateerde cellen
  4. Vijf stappen om Agar te bereiden Slants
  5. Veel voorkomende medicijnen tegen brandend maagzuur kunnen kanker en andere immuunstoornissen bij honden helpen bestrijden, vinden onderzoekers
  6. Wat is een eigenschap die het resultaat is van twee dominante genen?
  7. Nieuwe mechanismen voor splitsingsonafhankelijke activering van gasderminen onthuld
  8. Veerkracht van tropische bossen tegen seizoensgebonden droogte, gekoppeld aan de beschikbaarheid van voedingsstoffen
  9. De Durian-industrie zou kunnen lijden zonder de bedreigde fruitvleermuis

Wetenschap