Μικρόβια θα σώσουν τη Γη

Τα «ταπεινά» μικρόβια παίρνουν τη σκυτάλη από τον άνθρωπο και πρωταγωνιστούν
στο επόμενο κεφάλαιο της έρευνας του γονιδιώματος. Επιστήμονες σε όλο τον
κόσμο έχουν ήδη ξεκινήσει την εργασία της επόμενης ημέρας μετά την ολοκλήρωση
της χαρτογράφησης του ανθρώπινου DNA.

Βασιζόμενο στην επιτυχία του εγχειρήματος, το αμερικανικό υπουργείο Ενέργειας
στρέφει την προσοχή του στο περιβάλλον και συγκεντρώνει εκεί όλους του τους
πόρους. Υπό την καθοδήγηση του Άρη Πατρινού, υπεύθυνου του Γραφείου Βιολογίας
και Περιβαλλοντικής Έρευνας του Τομέα Επιστημών στο υπουργείο, το καινούργιο
σχέδιο ονομάζεται «από τα γονιδιώματα στη ζωή». Επίκεντρο της έρευνας είναι τα
μικρόβια στο φυσικό τους περιβάλλον. Μελετώντας τις κοινωνίες των μικροβίων,
την επιβίωση και προσαρμογή τους σε ιδιαίτερες συνθήκες, επιστήμονες από
πολλές χώρες θα προσπαθήσουν να λύσουν μερικά από τα μεγάλα περιβαλλοντικά
προβλήματα του πλανήτη.

«Το πρόγραμμα έχει ήδη ξεκινήσει από πέρυσι και θα διαρκέσει 10
χρόνια», λέει ο κ. Πατρινός στα «ΝΕΑ». «Εκμεταλλευόμενοι τις μικροβιακές
κοινότητες θα δημιουργήσουμε λύσεις βιοτεχνολογίας για την παραγωγή καθαρής
ενέργειας, την απομόνωση του άνθρακα ώστε να καταπολεμήσουμε τις αλλαγές στο
κλίμα και τη βιοθεραπεία των μεικτών αποβλήτων».

Βιοθεραπεία είναι η διαδικασία με την οποία οι ζωντανοί οργανισμοί αλλοιώνουν
επικίνδυνα τοξικά οργανικά ή ανόργανα συστατικά που μολύνουν το έδαφος, το
υπέδαφος, το νερό κ.λπ. Στη μελέτη της βιοθεραπείας οι Αμερικανοί επενδύουν
μεγάλα ποσά, καθώς ο καθαρισμός χώρων με τοξικά απόβλητα από την εποχή ακόμα
του Ψυχρού Πολέμου με συμβατικές μεθόδους είναι εξαιρετικά δαπανηρός.

Μελετώντας εξονυχιστικά το γονιδίωμα χιλιάδων μικροβίων, οι επιστήμονες θα
μάθουν την οργάνωση, τη δομή και λειτουργία της βιολογίας τους. Στη συνέχεια,
θα χρησιμοποιήσουν τις γνώσεις αυτές για να πραγματοποιήσουν τέσσερις βασικούς
στόχους, όπως αναφέρουν στο περιοδικό «Science». Ο πρώτος έχει να κάνει με την
παραγωγή καθαρής ενέργειας μέσα από την αλληλεπίδραση μικροβίων με τα φυτά, το
νερό και το ηλιακό φως. Αιθανόλη και υδρογόνο είναι δύο από τα επιθυμητά
προϊόντα.

Ο δεύτερος στόχος της έρευνας είναι ο περιορισμός των κλιματικών μεταβολών. Οι
ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις των αερίων του θερμοκηπίου επηρεάζονται από τη
δραστηριότητα των μικροβίων. Οι επιστήμονες θα είναι σε θέση να προβλέψουν
καλύτερα τις μελλοντικές επιπτώσεις των αερίων θερμοκηπίου στο οικοσύστημα. Το
ζητούμενο είναι να βρεθεί τρόπος ώστε τα φυτά και τα μικρόβια να απορροφούν
περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα.

Η τρίτη περιοχή έρευνας είναι ο καθαρισμός του περιβάλλοντος από τα
τοξικά απόβλητα. Το υπουργείο Ενέργειας έχει αναλάβει τον καθαρισμό 3.000
σημείων που έχουν μολυνθεί από ραδιενεργά απόβλητα και μέταλλα. Ο καθαρισμός
τους με συμβατικές μεθόδους απαιτεί περισσότερα από 50 δισεκατομμύρια δολάρια,
κόστος απαγορευτικό. Τα μικρόβια μπορούν να αλλάξουν τις χημικές ιδιότητες των
οργανικών συστατικών στο νερό και να τα καταστήσουν ακίνδυνα.

Οι νέες έρευνες γύρω από το γονιδίωμα του ανθρώπου και άλλων οργανισμών
συγκεντρώνουν τεράστιες ποσότητες στοιχείων, τα οποία πρέπει να επεξεργαστούν,
αναλύσουν και ταξινομήσουν οι επιστήμονες, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν.
Κι αυτό θα συνεχιστεί για πολλές δεκαετίες. Τα σημερινά μέσα που έχουν στη
διάθεσή τους δεν επαρκούν. Για αυτό ένα μεγάλο κομμάτι του εγχειρήματος
επικεντρώνεται στην ανάπτυξη της τεχνολογίας και του εξοπλισμού.

Το υπουργείο Ενέργειας συνεργάζεται με τους καλύτερους επιστήμονες στον τομέα
των υπολογιστών για να αναπτύξουν νέα πανίσχυρα μηχανήματα ικανά για την
ταχύτατη επεξεργασία των βιολογικών δεδομένων. Τα μηχανήματα θα είναι
συνδεδεμένα σε ένα υπερσύγχρονο καινούργιο δίκτυο, προσβάσιμο στους ερευνητές.
Αυτός είναι και ο τέταρτος κύριος στόχος του προγράμματος «Από τα γονιδιώματα
στη ζωή», πάνω στον οποίο βασίζονται όλες οι δραστηριότητες.

Η συνεργασία με τους καλύτερους επιστήμονες από τον χώρο των υπολογιστών και
των μαθηματικών θα δημιουργήσει τις νέες τεχνολογίες που απαιτούνται για τις
μεγάλες ανακαλύψεις που ακολουθούν.

«Μαθήματα» ζωής και… οικολογίας

Τα μικρόβια μετρούν δισεκατομμύρια χρόνια παρουσίας στον πλανήτη. Η
επιβίωσή τους σε κάθε τύπο περιβάλλοντος, από την παγωμένη Ανταρκτική μέχρι
τους καυτούς ηφαιστειακούς κρατήρες και από τις βουνοκορφές μέχρι τον βυθό των
ωκεανών, είναι αξιοθαύμαστη. Χρησιμοποιούν πολλές διαφορετικές ουσίες ως πηγή
ενέργειας, ακόμα και τοξικά απόβλητα, παράγοντας βιομάζα, μεθάνιο και
υδρογόνο. Αποτελούν το 50% της βιομάζας της γης και επηρεάζουν την
παραγωγικότητα του εδάφους, την ποιότητα του νερού και το παγκόσμιο κλίμα.

«Η ικανότητα του πλανήτη να διατηρεί τη ζωή είναι απόλυτα εξαρτωμένη από τη
μικροβιακή δραστηριότητα».

Τα μικρόβια έχουν ήδη βρει πολλές λύσεις για τα περιβαλλοντικά προβλήματα
που απασχολούν τον άνθρωπο και μπορούν να δείξουν στους επιστήμονες πώς
λειτουργεί η ίδια η ζωή.

Και έρευνες για τα γονίδια του καρκίνου

Τα τελευταία τρία χρόνια, οι υπεύθυνοι του προγράμματος για το ανθρώπινο
γονιδίωμα στην Ουάσιγκτον συζήτησαν εκτενώς με περισσότερους από 600
σημαντικούς εκπροσώπους του επιστημονικού και δημόσιου χώρου, που προέρχονται
από κυβερνήσεις, Πανεπιστήμια, οργανισμούς δημόσιους και ιδιωτικούς.
Αποτέλεσμα των συναντήσεων είναι το μεγαλόπνοο όραμα του Εθνικού Ινστιτούτου
Έρευνας του Ανθρώπινου Γονιδιώματος των ΗΠΑ για το μέλλον της γονιδιωματικής
έρευνας. Το νέο πρόγραμμα χωρίζεται σε τρία μέρη που ασχολούνται με τη
βιολογία, την υγεία και την κοινωνία και θα παρουσιαστεί στο τεύχος της 24ης
Απριλίου του επιστημονικού περιοδικού «Nature».

Πολλά τμήματα έχουν ήδη αρχίσει. Για παράδειγμα, ερευνητές από έξι χώρες
συμμετέχουν στο πρόγραμμα χαρτογράφησης κοινών γενετικών αποκλίσεων του
ανθρώπου. Στόχος τους να επισπεύσουν την έρευνα για γονίδια που συμβάλλουν
στον καρκίνο, τον διαβήτη, τις καρδιοπάθειες, τη σχιζοφρένεια και πολλές ακόμα
συχνές παθήσεις.