Viss mehānisms balstīts mazos pūslīšos

Sepo Vainio ir ontoģenētiskās bioloģijas pasniedzējs Oulu Universitātē Somijā. Viņš ir arī institūta Kvantum zinātniskais direktors un vadiniciatīvas “GeneCellNano” direktora vietnieks. 1992. gadā Vainio ieguva doktora grādu embrioloģijā Helsinku Universitātē, bet 1997. gadā pabeidza pēcdoktorantūru Hārvarda Universitātē. Pašlaik prof. Vainio ir pasniedzējs Oulu Universitātē. Viņa pētījumu centrā ir organoģenēze un ārpusšūnu vezikulas – nanoizmēru pūslīši, ko izdala visas organisma šūnas. Tās tika atklātas pagājušā gadsimta vidū, taču sākumā tika uzskatītas par šūnu atkritumiem. Pašlaik ir skaidrs, ka tās ir starpšūnu komunikācijas rīks. Sepo Vainio pētījumi ir devuši ieskatu, kā šie pūslīši piedalās dažādu orgānu un audu attīstībā un mijiedarbībā. Universitātes mācību centrā Infotech Vainio galvenā izpētes joma ir jaunas biosensoru stratēģijas. Vainio ir vairāk nekā 230 zinātnisko publikāciju autors, tās citētas vairāk nekā 16 780 reizes, un viņa Hirša indekss ir 63.

Bez visa tā Sepo Vainio, kā norāda viņa draugs Ari Turunens, ir arī izbijis pankmūziķis, bundzinieks Sidi, kas spēlē joprojām, un viņa mājās Helsinkos ir meditāciju istaba ar tibetiešu dziedošajām bļodām.

Rīgas Laiks: Sakiet, vai jūsu zinātniskajā izpētē daba ir galvenais izpētes objekts?

Sepo Vainio: Jā. Es taču pēc izglītības esmu biologs.

RL: Kas tieši ir daba?

Vainio: Filozofiski vai vispār?

RL: Es jautāju par pašu jēdzienu. Ko jūs domājat ar vārdu “daba”?

Vainio: Dzīvas radības.

RL: Flora, fauna, sēnes?

Vainio: Jā, viss kopā. Baktērijas, vīrusi, sēnītes. Protams, ir daudz sugu, ko mēs neesam noteikuši, bet ir tādas, par kurām zinām ļoti daudz, piemēram, lāčiem, vilkiem, zivīm, putniem, vardēm.

RL: Tātad, atbildot uz manu jautājumu, daba ir maiss, pilns ar dzīvām radībām?

Vainio: Kopumā jā. Tas, protams, ir filozofisks jautājums – vai visa planēta kopā nav daba. Kas pieder pie dabas? Šo jēdzienu varētu attiecināt uz visu Visumu.

RL: Vai tad jūs neteicāt, ka daba ir viss dzīvais?

Vainio: Nu, tādā gadījumā mēs varam vaicāt: kas ir dzīvība?

RL: Cik man zināms, uz šo atbildes vēl nav. Mans draugs biologs teica tā: “Biologus neinteresē dzīvība, viņus interesē dzīvi organismi. Viņi pat nedomā par to, kas ir dzīvība.”

Vainio: Mums te iepriekš bija diskusija, kas ir cilvēku mirstīgums, un es runāju par ierobežotu dzīvildzi. Ja paskatāmies uz baktērijām, uz vēzi – mēs patiesībā esam izņēmums. Baktērijas, piemēram, ir diezgan nenodalāma dzīvības forma, tās apdzīvo visu planētu. Un tad ir t.s. Gajas teorija: sugas attīstās, lai varētu izplesties pa planētu. Pēc tam šie organismi kļūst aizvien sarežģītāki. Un tā mēs pēc būtības kļūstam mirstīgi, jo mēs esam...

RL: …pārāk attīstīti, lai dzīvotu mūžīgi.

Vainio: Jā. Bet, atgriežoties pie jautājuma par dabu, – tā, manuprāt, balstās evolūcijā. Pieņemsim, ka lietas attīstās pakāpeniski. Un, ja mēs domājam par kultūru evolūciju vai, piemēram, to, ka ir ķīmiskā evolūcija, kosmiskā evolūcija, pēc tam – dzīvības evolūcija… Mākslinieki sākuši spriedelēt, ka varbūt tagad ir sākusies robotu evolūcija: ChatGPT, mākslīgais intelekts un tamlīdzīgi. Rodas jautājums: vai tas ir kaut kas, kam mēs esam tikai starpposms? Taču kā biologs, kurš cenšas saprast, kas ir dzīvība... Tas varētu būt nākamais lielais pavērsiens. Piemēram, kā Einšteina relativitātes teorija. Daudz kas tajā ir balstīts mērījumos.

RL: Lietās, ko var izmērīt?

Vainio: Ir jādomā par priekšvēsturi. Mēs bijām mēraukla, visa atskaites punkts. Bet tāpēc, ka tu pasauli redzi citādi, vajadzīgi mērījumi. Rietumu pasaulē ir pieņemts domāt, ka esam atdalīti no pasaules, jo mēs patiesībā neredzam savu iekšpusi – reālās dzīvās sistēmas –, mēs redzam tikai virspusi. Taču mēs nepārprotami atrodamies paši sev iekšpusē un tāpēc varbūt arī atšķiramies. Taču zinātne tiecas būt objektīva un mēģina atrast absolūto definīciju, lai cilvēks zinātu, kas viņš ir un kā izskatās. Lai to izdarītu precīzi, jāveic mērījumi. To dēļ ir ieviestas mērierīces. To lietošana no zinātnes viedokļa ir pamatojama ar to, ka ikdienā mēs lietojam tikai savas maņas. Un tāpēc, ka mēs visi kolektīvi esam atdalīti no pasaules – es translēju informāciju no savām maņām uz apziņu –, zinātne ir ieviesusi šīs ierīces, lai lietas varētu objektīvi izmērīt. Tāpat iemesls šo ierīču lietošanai ir tāds, ka manas smadzenes kaut kādā veidā ir atdalītas un gūst šos iespaidus. Tādā veidā es mācos. Es uzzinu, ko varu ēst, ko varu darīt, varu būt aktīvs. Taču realitātē manu smadzeņu iekšpuse ir nodalīta no pārējā ķermeņa. Iztēle var translēt fiziskas lietas un ietekmēt ķermeni; to uzskata par pseidozinātni, pamatojoties uz to, ka mums nav mehānistiskas izpratnes. Mūsu projekts ir par paradigmu maiņu. Visas mūsu smadzeņu šūnas komunicē, neironi veido savienojumus. Lai visu pareizi savienotu, vajadzīgs starpnieks. Tāpēc ir tādi mazi pārnesēji, kas staigā no viena uz otru. Var teikt, ka informācija tiek pārvietota pa tādiem kā tiltiem.

RL: No viena neirona pie otra?

Vainio: Jā, to ir miljardiem. Tos sauc par sinaptiskajiem pūslīšiem. Uzskatīja, ka tā ir unikāla smadzeņu funkcija, ka šie sinaptiskie pūslīši darbojas tikai smadzenēs, nepārkāpjot to robežu. Taču tas nozīmē, ka ir kaut kāda robeža, kas atdala smadzenes no pārējā ķermeņa. Lai izskaidrotu, kas notiek smadzenēs vai manā sistēmā kopumā, vajag citus līdzekļus. Izrādās, ka tā funkcionē ne tikai smadzenes. Tā notiek visur, arī dabā.

RL: Kā tas tika atklāts? Vai tas notiek molekulu līmenī?

Vainio: Jā. Tas ir interesants stāsts, ja patinam to atpakaļ līdz pat Dēmokritam – čalim, kurš sprieda, ka matēriju veido atomi.

RL: Nedalāmas vienības.

Vainio: Pagāja diezgan ilgs laiks, līdz atomu eksistence tika pierādīta. Līdz tam tā bija tikai ideja. Tagad mēs ticam, ka atomi eksistē, un mums tam ir daudz pierādījumu. Bet šī ideja nāca no Dēmokrita smadzenēm. Viņš pauda to un pierakstīja. Un pēc krietni ilgāka laiciņa zinātne un tehnoloģijas nonāk etapā, kurā to var pierādīt. Ņemiet vērā to, ko es sacīju par smadzenēm. Piemēram, bioķīmiķi, kuri pēta asinis. Ir ierīces, kas var nodalīt konkrētus asins elementus. Taču izšķirtspēja joprojām nav pietiekami augsta, lai identificētu sīkākas detaļas. Tas pats attiecas uz jauno paradigmu par dzīvības vienībām, kas tiek transportētas starp šūnām. Smadzeņu pūslīši, kas ir vairāk vai mazāk fiziski vienumi, veic pārnesi. Pieņemsim, ka šis ir viens nervs, bet šis – otrs. Bet šī – sinaptiskā sprauga. Tad notiek pārnese. Rodas signāls. Tiek izveidots savienojums ar nākamo neironu. Viss mehānisms ir balstīts mazos pūslīšos jeb lodītēs. Tie ir kā tauku pilieniņi, apaļi, ar neapbruņotu aci nesaskatāmi. Un tie ir visur smadzenēs. Un tie šķērso robežu starp smadzenēm un asinsriti. Tātad būtībā teorētiski pastāv tilti, ar kuriem mana iztēle var pārnest konstruētu molekulāro informāciju. Un asinīs ir šī viela, kuru varam izdalīt. Tāpēc mēs izmantojam masīvo g-spēku...

RL: Gravitācijas vai kādu?

Vainio: Mūsdienās lieto ultracentrifugēšanu.

RL: Ko jūs domājat ar g-spēku?

Vainio: Tā ir centrifugēšana, kurā pieliek daudz papildu spēka. Centrifugēšanā izmanto rotāciju, ar ko var atdalīt...

RL: Es gribēju saprast, kā tika atklāts, ka šie savienojumi ir visur, ne tikai smadzenēs. Taču tie nav neiromediatori, tas ir kaut kas cits.

Vainio: Jā. Bet mēs varam tos uzskatīt par neiromediatoriem, kuri ir asinīs. Tie ir arī urīnā, sviedros, siekalās. Asinis varbūt bija pirmās, kur tos atklāja.

RL: Jūs ļoti ātri stāstāt. Varbūt pastāstiet detalizētāk: kas tieši tika atklāts?

Vainio: Tika konstatēts, ka tajās ir nelieli piko-, nano- un mikroizmēra pūslīši – tādi kā pilieni.

RL: Un ap tiem ir tīkls?

Vainio: Tie uzskatāmi par jaunu mehānismu, ar kādu šūnas iesaiņo informāciju.

RL: Jauns tādā nozīmē, ka zinātne to atklāja nesen?

Vainio: Jā. Šie pūslīši ir jaunatklāts veids, kādā tiek pārnesta informācija. Kā vēstule pudelē.

RL: Kā tika atklāts, ka šis pats mehānisms darbojas it visur?

Vainio: Par to liecina dažādas jomas. Galveno eksperimentu Zviedrijā veica Jāns Letvals. Viņš žurnālā Nature publicēja rakstu par to, ka šīs lietas pārvietojas uz citām šūnām un pārnes gēnus. Šūnas vai molekulas tādā veidā iesaiņo informāciju, tas ir kā sainītis. Šūnas var tur salikt iekšā, ko vien vēlas. Tā nu šūnas var pārvietot informāciju vai nu no smadzenēm uz ķermeni, vai otrādi.