Stanice kao sićušni ljudi
Kako se ispostavilo, taj kolegij histologije bio je najsretnije
i intelektualno najintenzivnije razdoblje u mojoj akademskoj
karijeri. Slobodan da predajem kolegij onako kako sam ga želio
predavati, upustio sam se u nov način obrade gradiva, pristup
koji se u mojoj glavi razvijao nekoliko godina. Bio sam fasciniran
idejom da bi gledanje na stanice kao na »sićušne ljude« olakšalo
razumijevanje njihove fiziologije i ponašanja. Smišljati novu
strukturu kolegija bilo je uzbudljivo. Ideja ispreplitanja stanične
i ljudske biologije ponovno je rasplamsala nadahnuće za znanost
koje sam osjećao koje dijete. Taj entuzijazam sam i dalje imao u
svom istraživačkom laboratoriju, međutim ne i zarobljen u brojnim
birokratskim pojedinostima o kojima sam kao stalni profesor
bio dužan voditi računa, uključujući beskrajne sastanke i za
mene mukotrpna fakultetska primanja.
Bio sam sklon promatrati stanice kao slične ljudima budući
da sam, nakon godina provedenih iza mikroskopa, stekao poniznost
pred složenošću i moći, kako se isprva činilo, anatomski
jednostavnih kapljica u Petrijevoj zdjelici. U školi ste možda naučili
osnovne dijelove stanice: jezgra koja sadrži genetski materijal,
mitohondriji što proizvode energiju, zaštitna membrana na obodu
i citoplazma koja se nalazi između svega toga. Pa ipak, unutar
tih naizgled anatomski jednostavnih stanica nalazi se složen svijet;
te pametne stanice koriste tehnologije koje znanstvenici još
ne mogu dokraja shvatiti.
Ideju o stanicama kao sićušnim ljudima koju sam promišljao
većina bi biologa smatrala herezom. Pokušaj da se bilo što
što nije ljudsko poveže s ljudskim ponašanjem naziva se antropomorfizam.
»Pravi« znanstvenici antropomorfizam smatraju
nečim poput smrtnog grijeha i bojkotiraju znanstvenike koji ga
svjesno upotrebljavaju u svom radu.
No, ja sam smatrao da raskidam s ortodoksnim zbog dobrog
razloga. Biolozi do znanstvene spoznaje pokušavaju doći promatranjem
prirode i stvaranjem hipoteze o tome kako stvari funkcioniraju.
Izvođenje hipoteze i smišljanje pokusa od znanstvenika
neizostavno zahtijevaju da »smišlja« kako stanica ili neki drugi
živi organizam živi svoj život. Primjenjivanje tih »ljudskih« rješenja,
to jest ljudskog načina rješavanja bioloških tajni, biologa
automatski čini krivim za antropomorfiziranje. Kako god da pogledate,
biološka znanost se do određene mjere temelji na humaniziranju
onoga što se proučava.
Zapravo, mislim da je nepisana zabrana antropomorfizma
jedan zastarjeli ostatak srednjeg vijeka kada su vjerski autoriteti
nijekali postojanje bilo kakvog neposrednog odnosa između
ljudi i bilo kojeg drugog Božjeg stvorenja. Jasna mi je vrijednost
te koncepcije kada ljudi pokušavaju antropomorfizirati žarulju,
radio-prijemnik ili džepni nožić, međutim ne smatram je valjanom
kritikom kada se primjenjuje na žive organizme. Ljudi su
višestanični organizmi - zacijelo inherentno dijelimo temeljne
obrasce ponašanja s našim vlastitim stanicama.
Ipak, svjestan sam da je za priznavanje te paralele potrebna
promjena percepcije. Povijesno gledano, naša judeokršćanska
vjerovanja navela su nas na mišljenje da smo mi inteligentna
stvorenja koja su stvorena u zasebnom i različitom procesu od
svih drugih stvorenja, tj. biljaka i životinja. Zbog takvog stajališta
na niža bića prijezirno gledamo kao na neinteligentne životne
oblike, posebno na organizme koji su na nižim evolucijskim stepenicama
života.
Ništa nije dalje od istine. Kada druge ljude promatramo kao
individualne entitete ili gledamo same sebe u zrcalu kao individualni
organizam u jednom smo smislu u pravu, barem iz perspektive
naše razine opažanja. Međutim, kada bih vas smanjio na
veličinu pojedinačne stanice tako da možete vidjeti svoje tijelo iz
te perspektive, to bi vam pružilo potpuno novi pogled na svijet.
Kada biste pogledali na sebe iz te perspektive, ne biste se vidjeli
kao pojedinačni entitet. Vidjeli biste se kao živahnu zajednicu
više od pedeset tisuća milijardi pojedinačnih stanica.
...
... objasnio sam svojim studentima da je svaka stanica
jedno inteligentno biće koje može preživjeti samostalno, kao što
znanstvenici pokazuju kada izuzimaju pojedinačne stanice iz tijela
i uzgajaju ih kao kulturu stanica. Kao dijete intuitivno sam
znao da su te pametne stanice obdarene namjerom i svrhom;
aktivno traže okolinu koja podržava njihovo preživljavanje te
istovremeno izbjegavaju otrovne ili neprijateljske okoliše. Poput
ljudi, pojedinačne stanice analiziraju tisuće podražaja iz mikrookoline
u kojoj obitavaju. Analizom tih podataka stanice odabiru
prikladna ponašanja koja će im osigurati opstanak.
Nadalje, pojedinačne stanice sposobne su učiti na temelju
tih iskustava okoline i mogu stvarati stanično sjećanje koje zatim
prenose svom potomstvu. Na primjer, kada virus ospica zarazi
dijete, poziva se nezrela imunološka stanica da stvori zaštitno
proteinsko antitijelo protiv tog virusa. Tijekom tog postupka stanica
mora kreirati novi gen koji će služiti kao nacrt za proizvodnju
protein-antitijela za ospice.
Prvi korak u proizvodnji posebnog gena za antitijelo protiv
ospica događa se u jezgri nezrelih imuno-stanica. U njihovim
genima nalazi se vrlo velik broj DNK segmenata koji kodiraju
jedinstveno oblikovane odlomke proteina. Nasumičnim sastavljanjem
i rekombiniranjem tih DNK segmenata imuno-stanice
stvaraju mnoštvo različitih gena od kojih svaki funkcionira kao
jedinstveno oblikovan protein-antitijelo. Kada nezrela imunostanica
proizvede protein-antitijelo koji je »vjeran« fizički komplement
virusa ospica koji je napao tijelo, stanica će se aktivirati.
Aktivirane stanice koriste zapanjujući mehanizam nazvan
dozrijevanje afiniteta koji stanici omogućava da se savršeno »prilagodi«
konačnom obliku svog protein-antitijela i tako postane
savršeni komplement virusu ospica koji je napao tijelo.
Pomoću procesa po imenu somatska hipermutacija aktivirane
imuno-stanice stvaraju stotine kopija svog izvornog gen-antitijela.
Međutim, svaka nova inačica gena malo je mutirana tako da kodira
malo drukčije oblikovani protein antitijelo. Stanica odabire varijantu
gena koji je najprikladnije antitijelo. Ta izabrana verzija gena također
prolazi kroz uzastopne cikluse somatske hipermutacije koji dodatno
»tešu« oblik antitijela kako bi ono postalo »savršeni« fizički komplement
virusu ospica. [WU, et al., 2003.; Blanden i Steele, 1998.; Diaz i Casali,
2002.; Gerhart, 2002.].
Kada se tako usavršeno antitijelo spoji na virus, ono deaktivira
uljeza i označava ga za uništenje. Na taj način štiti dijete od
eskalacije ospica. Stanice zadržavaju svoje genetsko »sjećanje« na
to antitijelo, pa kada osoba u budućnosti dođe u doticaj s virusom
ospica, stanice trenutno mogu pokrenuti zaštitnu imunološku
reakciju. Novi gen-antitijelo može se prenijeti i na čitavo
potomstvo stanice kada se ona dijeli. Dakle, tijekom tog procesa
stanica je ne samo »naučila« o virusu ospica nego je i stvorila
»sjećanje« o njemu koje će naslijediti i širiti njezine stanice-kćeri.
Ova zapanjujuća značajka genetskog inženjerstva izrazito je važna
jer predstavlja inherentni »obavještajni« mehanizam putem
kojeg stanice evoluiraju. [Steele, et al., 1998.].
