cd. cz.6
Wydawałoby się, że komórki ludzkich guzów nowotworowych odzyskały pierwotny
stan łaski - potencjalną nieśmiertelność, która była udziałem pierwszych
komórek na Ziemi. Jeśli jednak nie przeniesie się ich z organizmu do
hodowli
in vitro (tak jak komórki HeLa), niedługo cieszyć się będą odzyskaną
wolnością. Nienasycony apetyt i potrzeba przestrzeni życiowej sprawią, że
prędzej czy później zabiją swego żywiciela i same przy tym zginą.
Nieśmiertelna tkanka
w śmiertelnym ciele to przepis na katastrofę.
Naukowcy odkryli, że komórki zainfekowane pewnymi wirusami także mogą
uniknąć przekleństwa starzenia się i odzyskać wieczną młodość. Lecz i one są
zagrożeniem dla zdrowia całego organizmu, a więc ostatecznie i dla siebie
samych.
Jak komórkom nowotworowym udaje się wyłączyć biologiczny zegar starzenia się
i uniknąć programowanej śmierci? Odpowiedź w interesujący sposób nawiązuje
do zjawiska tracenia i warunkowego odzyskiwania nieśmiertelności przez
komórki płciowe. Jak już wiemy, pierwsze komórki zarodka ludzkiego zachowują
nieśmiertelność cechującą komórki rozrodcze rodziców. W tej fazie wzrost
zarodka następuje w sposób niekontrolowany, niebezpiecznie przypominający
rozrost guzu nowotworowego. Lecz gdy w komórkach zarodka zacznie się
różnicowanie, ten nieopanowany wzrost zostanie wzięty w ryzy. Wszystkie
nagle stają się śmiertelne, a nieco później pewna ich podgrupa przekształci
się w komórki płciowe i odzyska nieśmiertelność. Jak to się dzieje?
Podczas wzrostu zarodkowego i różnicowania następuje między innymi
stopniowe wyłączanie genomu (termin ten odnosi się do pełnego zbioru
sekwencji DNA wszystkich chromosomów). W stadium odpowiadającym blastocyście
(lub tuż przed nim) genom komórek płciowych i najwcześniejszych komórek
zarodkowych moglibyśmy nazwać "otwartym": zasadniczo wsystkie składające się
na niego geny są "otwarte" i "dostępne", tj. mogą brać udział w
kształtowaniu różnych strukturalnych i funkcjonalnych elementów nowego
organizmu. W miarę różnicowania komórki zarodka zaczynają jednak wyłączać
całe zespoły genów, skazując się tym samym na stawanie się jedynie komórkami
tych typów, które określa pozostały "otwarty" DNA. W różnych komórkach
pozostają otwarte różne fragmenty genomu. To właśnie określony zbiór
otwartych genów nadaje każdemu typowi komórek jego niepowtarzalne
właściwości. Rozwój komórek zarodka przebiega zatem różnymi drogami, ale
zawsze od totipotencjalności do pluripotencjalności (ograniczenia możliwości
dalszego rozwoju), aż wreszcie stają się pewnym specyficznym typem komórek z
bardzo ograniczoną ekspresją genową i bez możliwości dalszego lub odmiennego
rozwoju. Całkowicie zróżnicowana komórka nerki nie może już stać się komórką
płuc, a komórka mózgu nigdy nie będzie komórką krwi. Wszystkie geny
początkowo występujące w otwartym genomie są nadal fizycznie obecne w każdej
z całkowicie zróżnicowanych komórek, lecz teraz przeważająca część jej
genomu jest zamknięta i niedostępna.
Komórki zarodkowe stają się śmiertelne właśnie w trakcie przejścia od
totipotencjalności do stanu zróżnicowania. Zdolność dalszych podziałów
komórkowych zostaje zdecydowanie ograniczona i u większości komórek
ostatecznie wygasa, co rozpoczyna proces starzenia się. Poznanie tych
zjawisk, a także ich związków z procesem nowotworowym należy do
najintensywniej badanych problemów współczesnej biologii. Ostatnio uważa
się, że program uruchamiający ograniczenie podziału komórkowego i starzenie
się jest obecny i mógłby działać nawet w komórkach rozrodczych i pierwszych
komórkach zarodkowych, lecz skutecznie neutralizują go geny represory
śmierci, których produkty go blokują.
Zgodnie z tym scenariuszem istniałyby takie grupy genów - nazwijmy je genami
śmierci - których ekspresja inicjowałaby proces starzenia się i tracenia
zdolności replikowania chromosomów, prowadząc ostatecznie do śmierci
komórki.
(Byłyby to geny uzyskane przez pewne linie komórkowe w opisanym wcześniej,
ewolucyjnym zdarzeniu "nabycia funkcji".)
W otwartych genomach, takich jakie występują w komórkach rozrodczych i
perwszych komórkach zarodkowych, geny represory śmierci są w pełni aktywne,
umożliwiając nieograniczony podział komórkowy i blokując starzenie się.
Dopóki cechuje je pełna ekspresja, dopóty komórki są właściwie
nieśmiertelne, gdyż program starzenia się nie może się w nich uruchomić. Gdy
jednak zaczną się różnicować i wyłączać duże zespoły genów, jako jedne z
pierwszych zostaną stłumione właśnie represory śmierci. Natomiast geny
śmierci nigdy nie są zupełnie wyłączone. A zatem, jak już zauważyliśmy,
śmierć jest "stanem domyślnym". Wydaje się, że komórki nowotworowe w
mniejszym lub większym stopniu potrafią naśladować komórki rozrodcze i
znalazły sposób na ponowne włączenie niektórych, czy nawet wszystkich genów
represorów śmierci lub też na wyłączenie genów śmierci. Większość guzów nie
wykazuje jednak prawie żadnych oznak specjalizacji komórkowej: albo się
"odróżnicowały", albo pochodzą z obecnej w każdej tkance niewielkiej puli
słabo zróżnicowanych komórek.
Bardzo prawdopodobne, że do starzenia się, a w konsekwencji do aktywacji
programowanej śmierci komórki przyczynia się również takie nagromadzenie
mutacji w DNA komórek somatycznych, że zaczyna być kodowanych zbyt wiele
wadliwych białek strukturalnych i funkcjonalnych. Wydaje się, że komórki
somatyczne są wyposażone w środki monitorujące, pozwalające stwierdzić,
kiedy uszkodzenie DNA osiąga poziom krytyczny, a wtedy uaktywniają się geny
śmierci i komórka otrzymuje polecenie samobójstwa. Jak już wcześniej
powiedzieliśmy, w komórkach płciowych i pierwszych komórkach embrionalnych
jest wysoki poziom enzymów reperujących DNA, co ma przede wszystkim
zabezpieczać przed kumulowaniem się mutacji. Można by więc sądzić, że
właśnie te enzymy są produktami genów represorów śmierci.
[...]
Jest niezbitą prawdą, że śmierć człowieka zaczyna się od śmierci
poszczególnych komórek i daje się całkowicie wytłumaczyć właśnie śmiercią
komórkową. Nie można ich od siebie oddzielać: są tą samą śmiercią, bez
względu na to, czy w historii choroby napiszemy, że nastąpiła wskutek
"zawału serca", "raka", czy zwyczajnie tylko "starości". Wiemy już jednak,
że śmierć nie jest a priori koniecznym warunkiem życia. Komórki somatyczne -
a zatem i przymus ich śmierci - powstały dopiero wówczas, gdy DNA zaczął
tworzyć kopie samego siebie do celów innych, niż reprodukcyjny. W przypadku
istot ludzkich znaczy to, że gdy pewna liczba komórek rozrodczych uzyskała
szansę przekazania swojego reprodukcyjnego DNA następnym generacjom,
reszta - nasze komórki somatyczne - stała się zbędnym balastem. Takie
właśnie jest biologiczne pochodzenie starzenia się i śmierci. [...]
Czy u kresu naszych poszukiwań sensu życia i śmierci jest tylko ta podwójna
nić czterech zasad nukleinowych, tworzących pozornie nie kończący się
łańcuch hieroglifów? W tym hologramie zawiera się instrukcja określająca
skład, a także dokładne położenie wszystkich cząsteczek budujących strukturę
komórki, strukturę, której oddziaływanie z energią atmosferyczną, pokarmem i
tlenem umożliwia komórce wypełnienie jej misji. A co nią jest? Wyłącznie
ułatwienie skopiowania i przekazania DNA następnemu pokoleniu. Nasze DNA nie
jest jak się wydaje, tak pewne siebie, jak DNA wirusów; aby zapewnić
przekazanie jedynie kilku kopii następnemu pokoleniu, wytwarza sto bilionów
kopii - po jednym zbiorze dla każdej komórki ciała. A potem zarządza
zniszczenie pozostalych stu bilionów. I umieramy. Co popycha DNA do
reprodukowania się? Dlaczego się tym zajmuje? Czy tworzące go litery lub
symbole pojedynczych zasad nukleinowych wyrażają przesłanie pobudzające
proces reprodukcji? Czy i nasze DNA zawiera taką wiadomość? W XX w. naukowcy
odszyfrowali kod genetyczny - język, w którym wszystkie geny są zapisane w
naszym DNA. Lecz jak się okazało, geny kierujące budową i czynnościami
naszego organizmu stanowią jedynie kilka procent zawartego w naszych
komórkach DNA. Co jest wpisane w resztę? Odczytane za pomocą standardowego
kodu genetycznego wydaje się bełkotem. Jak już wspominaliśmy, wiemy obecnie,
że ogromna większość naszego DNA wcale nie służy do kodowania białek
potrzebnych do codziennych czynności komórki. A jednak dźwigamy to dodatkowe
DNA
- bardzo kosztowne, zważywszy, że trzeba je syntetyzować przy każdym
podziale komorki - przez miliony lat ewolucji. A zatem jaka jest jego
funkcja? Jeśli zbadać je za pomocą algorytmów używanych do analizowania
struktury i informacji zawartych we wszystkich językach ludzkich, okazuje
się, że właśnie w tzw. niekodującym DNA, a nie w strefach kodujących białka,
znajduje się najwięcej podobieństw do języka ludzkiego. Czy to właśnie tutaj
ukryta jest informacja nakazująca DNA autoreprodukcję? Czy to właśnie tutaj
mogą być zapisane pojęcia, takie jak język, poezja i życie pośmiertne, które
bierzemy za twory naszego umysłu? Nie wiemy. Właśnie tutaj biologia zamienia
się w czystą chemię i znika nić naszego istnienia. Jeśli nawet niezbyt
dobrze rozumiemy, czym jest biologiczna otchłań, to tutaj znajduje się jej
krawędź, gdzie przenikająca wszechświat energia wchodzi w interakcję ze
strukturą, produkując życie. Właśnie w tym miejscu widzimy obie strony
samych siebie. Tutaj także istota ludzka ogląda czasem twarz Boga. Koniec
cytatów.