Soolas karastunud mikroobid säilitaksid kultuuripärandit miljoneid aastaid ({{contentCtrl.commentsTotal}})

Arhe Halobacterium salinarum.
Arhe Halobacterium salinarum. Autor/allikas: Joe Davis

Äärmuslikke keskkonnatingimusi trotsivad mikroobid võiksid talletada inimkonna kultuuripärandit kümneid miljoneid aastaid pärast inimeste kadumist ja kanda seda ka teiste planeetideni.

"Sa võid neid kiiritada, kuivatada, hoida vaakumis, äärmuslikel temperatuuridel ja ultraviolettvalguse käes, kuid nad suudavad vintsutustest taastuda ja oma DNA uuesti kokku lappida," selgitas Joe Davis, töö juhtivautor ERR Novaatorile.

Arhel Halobacterium salinarum on vaid üks tõsisemat sorti nõrkus. Enamike soolalembeste organismide rakuseinad purunevad magevette sattudes osmootse rõhu tõttu. Davise sõnul pole see siiski eriline probleem – Maal leiduvast veest moodustab magevesi vaid kolm protsenti.

Harvardi Ülikooli bioloogialaboris töötavat biokunstnikku on paelunud DNA varemgi. Aastal 1987 lisas ta geeniteadlaste abiga tavalise kolibakteri DNA-sse jupi pärilikkusainet, mis kirjeldas juhiseid lihtsa naisefiguuri joonistamiseks kahendkoodis. Toonase tehnika juures oli kunstniku käsutuses vaid 30 DNA tähepaari:
5'-CTTAAAGGGGCCCCCCAACGCGCGCGCT-3'
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
3'-GAATTTCCCCGGGGGGTTGCGCGCGCGA-5'

Kokkuleppeliselt loetakse seda sellegipoolest esimeseks korraks, kus näidati eksperimentaalselt DNA rakendamist inimeste loodud info võimaliku kandjana.

Aastaks 2014 olid tehnilised võimalused juba paremad. Davis tegi algust õunapuude loomisega, mille rakkudes sisalduks kogu ingliskeelne Vikipeedia. Selle õunapuude genoomi viimiseks kasutatav bakter suudab mahutada aga ainult paari tuhande sõna jagu infot. Isegi pistikokstega läheks terve veebientsüklopeedia talletamiseks suurt õunapuusalu.

Samaaegselt hakkas mõtlema biokunstnik võimalustele, kuidas levitada inimeste kultuurisaavutusi sadade valgusaastate kaugusele. "Raadiolained levivad küll kiiremini kui valgus, kuid signaalide tugevust iseloomustab pöördruutsõltuvus. Mida kaugemale Maast minna, seda nõrgemaks need muutuvad. Mõistsin, et meil on vaja midagi, mis suudab taluda ühtaegu avakosmost iseloomustavaid äärmusi ning võimendada ja taastoota saadetavaid sõnumeid kosmilistes ajaskaaladel," sõnas Davis.

Siinkohal tulevadki mängu arhed. Kõigist teistest elusolenditest erinevad ürgid jäid biokunstnikule esmakordselt silma Prantsusmaa Guerande'i soolatiikides. Tootmisbasseinidesse lastakse merevett, mis aegamööda aurustub.

"Olin neis nähtavast elurikkusest väga üllatunud. See ei kadunud veetaseme alanedes kuhugi. Sain lõpuks järeldada, et osa mikroobidest peavad elama soolakristallide sees," meenutas Davis. Kuigi esialgu võis kahtlustada võetud proovide saastumist, ei kadunud nende olemasolule viitav signaal ka soolakristallide välispinna steriliseerimisel.

Samalaadseid elusorganisme leidis biokunstnik koos oma Massachusettsi Tehnikainstituudi kolleegidega himaalaja soolast ja teistest maailma soolakaevandustest. Sealsed lademed tekkisid enam kui 100–200 miljoni aasta eest.

Ürgid pidid end järelikult alal hoidma miljoneid aastaid. Seejuures meenutas nende pärilikkusaine endiselt tänapäeval elavate suguvendade oma. "Nad suutsid üle elada suuremad väljasuremislained, mis tapsid 99 protsenti Maal elavatest suurematest organismidest," sõnas Davis.

"Kehvematel aegadel läheb ekstremofiilidest arhedel kogu energia oma DNA parandamiseks. Soodsamatel tingimustel hakkavad need end taas kiiresti paljundama, mis muudab nad ideaalseks elavaks arhiiviks või ajakapsliks. Isegi kui inimesed Maalt kaoksid, võiks meie kultuuripärand end maailmas edasi paljundada," lisas biokunstnik. Lõpuks välja valitud liigil Halobacterium salinarum on oma igast kromosoomist 25 koopiat.

Näitkatsetes talletas töörühm arhetesse sõnade ja tähtede asemel kolmemõõtmelisi objekte kirjeldavat infot. Keeled võivad aja jooksul kaduda, kuid päris objektide puhul võiks säilida nende tähendus pikemat aega. Prooviks lisas Davis arhe genoomi muna ja nõela kujutava pildi. Stseen viitab vene muinasjutule, kus peitis võlur oma hinge munas oleva nõela sisse.

Davis nentis, et ühte arhesse ei saa talletada lõputul hulgal infot. Elusorganismid ei ole rumalad ja tahavad neise lisatud DNA-d enda kasuks tööle panna või sellest vabaneda.

"Piltlikult kirjutame korraga kahe käega erinevat keelt. See peab olema meie ja kõigi teiste liikide jaoks loetav ja tähendusrikas, kuid paistma arhele piisavalt kasulik, et ta sellega midagi ette ei võta," selgitas biokunstnik. Järgmise sammuna plaanib töörühm uurida, kuidas ja kui palju ajakapsliks muudetud arhed tegelikult aja jooksul muutuvad.

Kas biokunstnik ei muretse, et inimkond hakkab jätma uue talletusmeetodiga järeltulevatele põlvedele või isegi intellektiga liikidele päris prahile sarnanevat infomüra? "Peame tõsiselt järele mõtlema, millise kuvandi endast luua tahame. Üks on kindel, teadusel-inseneerial pole kunsti üle eelisseisust ega vastupidi. Need on inimeseks olemise lahutamatud osad ja ühte ei saa kõrvale jätta," lisas Davis.

Meetodit kirjeldati võrguvaramus bioRxiv.

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: