Το «δόγμα της μοριακής βιολογίας» και το νέο είδος εμβολίου κατά του κορωνοϊού

Το «δόγμα της μοριακής βιολογίας» και το νέο είδος εμβολίου κατά του κορωνοϊού

 Πέτρος Χαραλάμπους

“Molecular biologists have a religion all of their own in which Nobel prize winner Francis Crick is the prophet and the DNA molecule is the icon. Molecular biologists have a ‘trinity’ of three kinds of molecules — DNA, RNA and the protein molecules — which correspond to each other on a unit-for-unit informational basis. They have a ‘dogma’ (and they call it a dogma) which says that ‘information’ — that is the molecular pattern — passes from DNA to RNA to protein but does not pass in the reverse direction.” Potter (1964)                                                                

Οι μοριακοί βιολόγοι έχουν μια θρησκεία, μόνο για τον εαυτό τους, στην οποία ο προφήτης είναι ο νομπελίστας Francis Crick, και εικόνα της είναι το μόριο του DNA. Οι μοριακοί βιολόγοι έχουν μια «τριάδα», με τρία διαφορετικά μόρια-DNA, RNA και πρωτεΐνες. Τα μόρια αυτά έχουν μια αντιστοιχία μεταξύ τους-δομική μονάδα προς δομική μονάδα στο επίπεδο της πληροφορίας. Έχουν και ένα «δόγμα»  (το αποκαλούν και οι ίδιοι δόγμα), σύμφωνα με το οποίο, η «πληροφορία»-δηλαδή η μορφή στο μοριακό επίπεδο-περνά από το DNA στο RNA και από το RNA στις πρωτεΐνες, αλλά δεν μεταφέρεται προς την αντίθετη κατεύθυνση. (Potter, V. R.: Society and science. Science 146, 1018 (1964). Ο συγγραφέας ήταν καθηγητής ογκολογίας στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin).

Το δόγμα αυτό καταρρίφθηκε το 1970 με την ανακάλυψη τής «ανάστροφης μεταγραφάσης ή τρανσκριπτάσης» (reverse transcriptase). Καταρρίφθηκε εν μέρει, και γι’ αυτό η πίστη σε αυτό και η ομολογία του συνεχίζονται.

Το 1970 ανακαλύφθηκε πως η λειτουργία αυτή εμπεριέχεται ως γενετική πληροφορία σε  RNA-ιούς, που ήταν γνωστό ότι προκαλούν καρκίνο (D. Baltimore: RNA-dependent DNA polymerase in virions of RNA tumour viruses, Nature . 1970 Jun 27;226(5252):1209-11., και H. M. Temin, S. Mizutani: RNA-dependent DNA polymerase in virions of Rous sarcoma virus Nature. 1970 Jun 27;226(5252):1211-3). Θεωρήθηκε έτσι πως η λειτουργία αυτή εμφανίζεται στους οργανισμούς μόνο μετά από μόλυνση με ιούς που μεταφέρουν την συγκεκριμένη πληροφορία.

Αυτή η παραδοχή βρίσκεται και πίσω από την υπόθεση για την ασφάλεια του νέου είδους εμβολίων. Τα μέχρι τώρα υποσχόμενα εμβόλια κατά του κορονοϊού θα έχουν ως «δραστική ουσία» μια αλληλουχία mRNA. Δυο πτυχές έχουν σημασία στην εκτίμηση τής αποτελεσματικότητας και ασφάλειας του νέου αυτού είδους εμβολίου: 1) τα δεδομένα στα οποία βασίζεται ο σχεδιασμός του, και 2) η απόλυτη ισχύς τού δόγματος.

Ως προς το πρώτο σημείο μπορούμε να πούμε ότι απλώς βασίζεται στο δόγμα. Το mRNA ή αγγελιαφόρο mRNA, είναι όπως υπονοεί και ο προσδιορισμός του, αγγελιαφόρος. Είναι ένα ενδιάμεσο μόριο, μεταξύ του DNA και της πρωτεΐνης. Το DΝΑ είναι ένα πολύ σταθερό μόριο (μπορεί να απομονωθεί και από οστά μαμούθ, και ακόμη παλαιότερα) και περιέχει την πληροφορία για την κατασκευή των λειτουργικών μορίων κάθε οργανισμού, των πρωτεϊνών. Επειδή το DΝΑ είναι κατά κανόνα πολύ μεγάλο μόριο (οργανωμένο σε χρωμοσώματα, με εκατομμύρια βάσεις-δομικές μονάδες της πληροφορίας, και πληροφορίες για χιλιάδες πρωτεΐνες), και επειδή όπως είναι οργανωμένο, δεν είναι πάντα προσβάσιμο, χρειάζεται ένας ενδιάμεσος. Αυτός ο ενδιάμεσος, το mRNA, προέρχεται από μεταγραφή του ενός τμήματος DΝΑ (ανάλογα με το ποια πρωτεΐνη πρόκειται να συντεθεί). Το σημείο όπου βρίσκεται το γονίδιο γίνεται προσβάσιμο για τις πρωτεΐνες που είναι υπεύθυνες για την μεταγραφή…Το mRNA βγαίνει από τον πυρήνα και στο κυτταρόπλασμα μεταφράζεται σε πρωτεΐνη. Μια πρωτεΐνη μπορεί να είναι δομικό στοιχείο (κολλαγόνο στο δέρμα),  λειτουργικό στοιχείο (ένζυμα) ή ρυθμιστικό στοιχείο (πόσα αντίτυπα mRNA ενός γονίδιου θα παραχθούν, για πόσο χρονικό διάστημα, σε ποια κύτταρα…). Το δόγμα λέει λοιπόν, πως η σειρά αυτή δεν είναι αντιστρέψιμη. Η πληροφορία έχει την εξής διαδρομή: DΝΑ (γονίδιο)->mRNA->πρωτεΐνη. Μια μεταγενέστερη αλλαγή σε κάποια πρωτεΐνη δεν μπορεί να μεταφερθεί στο RNA και το DΝΑ.

Το εμβόλιο που αποτελείται από mRNA λειτουργεί ως εξής: το mRNA μεταφέρει την πληροφορία για την κατασκευή μιας πρωτεΐνης του κορονοϊού. Μετά την ένεση μπαίνει στα κύτταρα. Μέσα στο κυτταρόπλασμα ο μηχανισμός που είναι υπεύθυνος για την μετάφραση παράγει την πρωτεΐνη. Αυτή παρουσιάζεται στην επιφάνεια του κυττάρου και αναγνωρίζεται από το ανοσοποιητικό σύστημα. Ο μηχανισμός παραγωγής αντισωμάτων μπαίνει σε λειτουργία, και γίνεται ό,τι και μετά από εμβολιασμό με πρωτεΐνες ή αποδυναμωμένους μικροοργανισμούς και ιούς (όλα τα μέχρι τώρα εμβόλια).

Βασιζόμενοι στο δόγμα της μοριακής βιολογίας, γίνεται η παραδοχή, πως το μόριο αυτό ξένου γενετικού υλικού, δεν μπορεί να ενσωματωθεί στο γενετικό υλικό του ανθρώπου. Η αδυναμία ενσωμάτωσης στηρίζεται στην απουσία της «αντίστροφης μεταγραφάσης» (reverse transcriptase) ή στο δόγμα;.

Ως προς το σημείο αυτό υπάρχουν όμως καί κάποιες άλλες πληροφορίες.

Ετσι είναι εδώ και 40 περίπου χρόνια γνωστό, πως και στο ανθρώπινο γονιδίωμα υπάρχουν στοιχεία τα οποία πολλαπλασιάζονται και εισέρχονται σε διάφορα σημεία του γονιδιώματος, χωρίς να παρεμβάλλονται στην φυσιολογική λειτουργία. (Γονιδίωμα είναι το σύνολο του γενετικού υλικού, του DΝΑ). Τα στοιχεία αυτά ονομάζονται retrotransposons, και είναι μικρές αλληλουχίες DΝΑ, οι οποίες πολλαπλασιάζονται και τα αντίγραφα τους εισέρχονται σε διάφορα σημεία του γονιδιώματος. Οι μετακινούμενες αυτές αλληλουχίες προέρχονται από ιούς. Θεωρούνται αβλαβείς, καθώς είναι μικρές αλληλουχίες που δεν παράγουν πρωτεΐνες και  δεν επηρεάζουν την λειτουργία των υπόλοιπων πρωτεϊνών. Μάλιστα βρίσκονται στα διάφορα γονιδιώματα (ανακαλύφθηκαν πρώτα στο καλαμπόκι) για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, και πιστεύεται πως συνετέλεσαν στην εξέλιξη των οργανισμών στους οποίους βρίσκονται.

Το ενδιαφέρον με τα στοιχεία αυτά είναι ο τρόπος πολλαπλασιασμού τους. Δεν πολλαπλασιάζονται όπως το υπόλοιπο DΝΑ, με την συνηθισμένη πολυμεράση του DΝΑ, αλλά με ενδιάμεσο το RNA. Δηλαδή, η αλληλουχία αυτή μεταγράφεται σε RNA, και κατόπιν η reverse transcriptase μεταγράφει το μόριο σε DΝΑ, το οποίο είναι σε θέσει να ενσωματωθεί σε διάφορα σημεία του γονιδιώματος.  

Το γονιδίωμα-η αλληλουχία- περιέχει δισεκατομμύρια δομικά στοιχεία (βάσεις από τις οποίες αποτελείται το DΝΑ). Το μεγαλύτερο μέρος του γονιδιώματος αποτελείται από αλληλουχίες, οι οποίες δεν κωδικοποιούν κάποια πρωτεΐνη. Ακόμα και σήμερα ονομάζονται junk DΝΑ (σκουπίδι), παρόλο που ανακαλύπτεται πως ορισμένες αλληλουχίες παίζουν ρυθμιστικό ρόλο. Επειδή λοιπόν το μεγαλύτερο μέρος του DΝΑ είναι μη λειτουργικό (καλύτερα, δεν είναι υπεύθυνο για παραγωγή πρωτεϊνών, και η λειτουργία του είναι άγνωστη), τα μετακινούμενα αυτά στοιχεία εισέρχονται με μεγάλη πιθανότητα σε αυτές τις περιοχές του DΝΑ. Θεωρείται πως αυτό είναι ακίνδυνο, εφόσον δεν επηρεάζεται η παραγωγή κάποιας πρωτεΐνης.

Τα μόρια mRNA, τα οποία προέρχονται από την κανονική μεταγραφή, και προορίζονται για παραγωγή πρωτεϊνών, δεν είναι γνωστό να υφίστανται ανάστροφη μεταγραφή. Σε αυτό στηρίζεται και η υπόθεση πως το νέο είδος «εμβολίου» για τον κορωνοϊό, που είναι ένα μόριο mRNA, δε θα επηρεάσει το ανθρώπινο γονιδίωμα. Αναμένεται ότι θα μπει στα σωστά κύτταρα, θα χρησιμοποιήσει όπως τα υπόλοιπα mRNA τον μηχανισμό πρωτεϊνοσύνθεσης, και κατόπιν θα διασπαστεί όπως όλα τα mRNA, και τα δομικά στοιχεία του θα ανακυκλωθούν μέσα στα κύτταρα, όπως συμβαίνει με όλα τα mRNA μετά από μερικούς κύκλους σύνθεσης της πρωτεΐνης για την οποία είναι υπεύθυνα.   

Το θέμα είναι, αν το «κατασκεύασμα» αυτό θα συμπεριφερθεί όπως τα φυσιολογικά mRNA. Το κατασκεύασμα αυτό περιλαμβάνει πέραν της αλληλουχίας για την πρωτεΐνη του ιού, ένα μηχανισμό εισόδου στα κύτταρα (μάλλον μια λιπιδιακή μεμβράνη) και πρόσθετες ακολουθίες, που ίσως να ενισχύουν την παραγωγή πρωτεΐνης ή να δίνουν την πληροφορία στην πρωτεΐνη να πηγαίνει στην επιφάνεια του κυττάρου. Ανοικτά ερωτήματα είναι το αν θα πάει σε οποιαδήποτε κύτταρα, αν θα προκαλέσει αυτοάνοση αντίδραση προς κύτταρα τα οποία δεν συμμετέχουν στο ανοσοποιητικό. Τέλος, είναι ασαφές αν το RNA αυτό θα διαλυθεί όπως τα φυσιολογικά, ή αν θα ενσωματωθεί σε κάποιο σημείο του γονιδιώματος.

Αν συμβεί το τελευταίο, τι κίνδυνο διατρέχουμε; Και αυτό μένει να απαντηθεί. Αλλά, όπως είδαμε, στο γονιδίωμα μας υπάρχουν στοιχεία που προέρχονται από ιούς, και μετακινούνται, πολλαπλασιαζόμενα, μέσα στο γονιδίωμα μας.

Και αν ενσωματωθούν, θα μας μεταλλάξουν; 

 Η επιστήμη όμως, έγινε ξαφνικά, με τον κορωνοϊό, κάτι άλλο από αυτό που ήταν; Με το που ήρθε ο κορωνοϊός, έπαψε να υπηρετεί τον άνθρωπο και να είναι δώρο;

ΣΧΟΛΙΟ: Το γονιδίωμα-η αλληλουχία- περιέχει δισεκατομμύρια δομικά στοιχεία (βάσεις από τις οποίες αποτελείται το DΝΑ). Το μεγαλύτερο μέρος του γονιδιώματος αποτελείται από αλληλουχίες, οι οποίες δεν κωδικοποιούν κάποια πρωτεΐνη.

 Επειδή λοιπόν το μεγαλύτερο μέρος του DΝΑ είναι μη λειτουργικό (καλύτερα, δεν είναι υπεύθυνο για παραγωγή πρωτεϊνών, και η λειτουργία του είναι άγνωστη)τα μετακινούμενα αυτά στοιχεία εισέρχονται με μεγάλη πιθανότητα σε αυτές τις περιοχές του DΝΑ. Θεωρείται πως αυτό είναι ακίνδυνο, εφόσον δεν επηρεάζεται η παραγωγή κάποιας πρωτεΐνης.

Σ' ΑΥΤΟ ΤΟ ΣΗΜΕΙΟ ΔΕΝ ΕΝΤΟΠΙΖΕΤΑΙ ΚΑΘΑΡΑ Ο ΛΟΓΟΣ ΤΟΥ ΑΓΙΟΥ ΣΥΜΕΩΝ ΤΟΥ ΝΕΟΥ ΘΕΟΛΟΓΟΥ, ΟΤΙ Ο ΘΕΟΣ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΠΤΩΣΗ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ  ΦΡΕΝΑΡΕ ΤΗΝ ΦΥΣΗ;

Ανώνυμος είπε...

Some non-coding DNA sequences must have some important biological function. This is indicated by comparative genomics studies that report highly conserved regions of non-coding DNA, sometimes on time-scales of hundreds of millions of years. This implies that these non-coding regions are under strong evolutionary pressure and positive selection.[47] For example, in the genomes of humans and mice, which diverged from a common ancestor 65–75 million years ago, protein-coding DNA sequences account for only about 20% of conserved DNA, with the remaining 80% of conserved DNA represented in non-coding regions.[48] Linkage mapping often identifies chromosomal regions associated with a disease with no evidence of functional coding variants of genes within the region, suggesting that disease-causing genetic variants lie in the non-coding DNA.[48] The significance of non-coding DNA mutations in cancer was explored in April 2013.[49]

Non-coding genetic polymorphisms play a role in infectious disease susceptibility, such as hepatitis C.[50] Moreover, non-coding genetic polymorphisms contribute to susceptibility to Ewing sarcoma, an aggressive pediatric bone cancer.[51]

Some specific sequences of non-coding DNA may be features essential to chromosome structure, centromere function and recognition of homologous chromosomes during meiosis.[52]

Ορισμένες αλληλουχίες DNA που δεν κωδικοποιούν πρέπει να έχουν κάποια σημαντική βιολογική λειτουργία. Αυτό υποδηλώνεται από συγκριτικές μελέτες γονιδιωματικής που αναφέρουν εξαιρετικά διατηρημένες περιοχές μη κωδικοποιητικού DNA, μερικές φορές σε χρονικές κλίμακες εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών. Αυτό σημαίνει ότι αυτές οι μη κωδικοποιητικές περιοχές βρίσκονται υπό ισχυρή εξελικτική πίεση και θετική επιλογή. [47] Για παράδειγμα, στα γονιδιώματα ανθρώπων και ποντικών, τα οποία αποκλίνουν από έναν κοινό πρόγονο 65-75 εκατομμύρια χρόνια πριν, οι αλληλουχίες DNA που κωδικοποιούν πρωτεΐνες αντιπροσωπεύουν μόνο περίπου το 20% του συντηρημένου DNA, ενώ το υπόλοιπο 80% του συντηρημένου DNA αντιπροσωπεύεται σε μη - περιοχές κωδικοποίησης. [48] Η χαρτογράφηση σύνδεσης συνδέει συχνά τις χρωμοσωμικές περιοχές που σχετίζονται με μια ασθένεια χωρίς καμία ένδειξη λειτουργικών κωδικοποιητικών παραλλαγών γονιδίων εντός της περιοχής, υποδηλώνοντας ότι γενετικές παραλλαγές που προκαλούν ασθένειες βρίσκονται στο μη κωδικοποιητικό DNA. [48] Η σημασία των μη κωδικοποιητικών μεταλλάξεων DNA στον καρκίνο διερευνήθηκε τον Απρίλιο του 2013. [49] Οι μη κωδικοποιητικοί γενετικοί πολυμορφισμοί παίζουν ρόλο στην ευαισθησία των μολυσματικών ασθενειών, όπως η ηπατίτιδα C. [50] Επιπλέον, οι μη κωδικοποιητικοί γενετικοί πολυμορφισμοί συμβάλλουν στην ευαισθησία στο σάρκωμα Ewing, έναν επιθετικό παιδιατρικό καρκίνο των οστών. [51] Ορισμένες συγκεκριμένες αλληλουχίες μη κωδικοποιητικού DNA μπορεί να είναι χαρακτηριστικά απαραίτητα για τη δομή του χρωμοσώματος, τη λειτουργία των κεντρομερών και την αναγνώριση των ομόλογων χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της μύωσης. [52]

ΣΧΟΛΙΟ: Σάν νά αρχίζουν νά παίζουν ρόλο στίς αφύσικες δραστηριότητες τού ανθρώπου. Οταν παραβιάζονται τά όρια.