Programmerbar hukommelse i prokaryote celler
Evolution News; 12. April, 2017

(Oversatt fra: https://www.evolutionnews.org/2017/04/programmable-memory-in-prokaryotes/)

Bilde 1: "Tre slag, du er ute," via Wikicommons.

I de siste par dager ( her og her), har vi dokumentert uro i vanlig evolusjonær tenkning. Her er et tredje. Tre slag og du er ute?
Spenningen over gen-redigeringsverktøyet CRISPR-Cas9 har ført til mer forskning om hvordan systemet fungerer i bakterier, som det ble plagiert fra av menneskelige genetikere. Science Magazine -her, sier nå at det ser ut til å gi adaptiv immunitet, til prokaryoter. Mest interessant er hvordan systemet fungerer. Igjen må vi lese forbi 'evo-snakk' for å forstå hva som egentlig skjer:

"Våpenkappløpet mellom prokaryoter og deres stadig utviklende rovdyr har bidratt til utviklingen av et forsvars-arsenal. De såkalte CRISPR-Cas-systemer - grupperte regelmessig avstandsplasserte korte palindromiske gjentakelser og assosierte proteiner - er adaptive immunforsvar som finnes i bakterier og archaea. Den nylige eksplosive veksten av forskning i CRISPR feltet har ført til oppdagelsen av et variert utvalg av CRISPR-CAS-systemer og innsikt i deres forsvarsfunksjoner. Disse systemene er delt inn i to store klasser og seks typer. Hvert system består av to komponenter: en plassering for minne-lagring (CRISPR-arrayen) og cas-gener som koder for maskineriet som styrer immuniteten. Informasjon som er lagret innenfor CRISPR matriser blir brukt til å dirigere sekvensspesifikk ødeleggelse av invaderende genetiske elementer, inkludert virus og plasmider.

Bilde 2. Illustrasjon av CRISPR RNA prosessering

Som sådan, er alle CRISPR-Cas immunsystem avhengig av dannelsen av CRISPR minner, kjent som avstandsstykker, for å lette fremtidig forsvar. For å danne disse minnene, er små fragmenter av inntrengeres nukleinsyrer tilsatt som avstandsholdere til CRISPR minnebrikkene i en prosess betegnet CRISPR tilpasning. Den genetiske basis for immunitet betyr at CRISPR-tilpasning gir arvelige fordeler, en egenskap som er enestående i eukaryote immunsystem. Det er utbredte bevis for svært aktive CRISP-tilpasning i naturen, og det er klart at disse systemene spiller viktige roller i å forme mikro-biologisk evolusjon og globale økologiske nettverk."

Tenk på det: en "enkel" bakterie kan identifisere en fremmed inntrenger, fange en del av dens genetiske sekvensen, og lagre det i en minnebank. Artikkelen fortsetter med å si at den bruker en slags siste-inn-først-ut-algoritme, ved å plassere den siste sekvensen på den aktive enden. Videre er enzymene som overvåker databasen i stand til å avgjøre om inntrengeren er helt ny eller en mutert versjon av et tidligere angriper.
Her er en liten smakebit av artikkelen for å nyte design implikasjoner: "Før integrering, er nøyaktig prosessering av avstands forløpere påkrevd for å sikre at de nye avstandsstykkene er kompatible med protein-maskineri for å framkalle CRISPR-Cas forsvar. For et gitt CRISPR-Cas system, må avstandsstykkene typisk være av en viss lengde og føres inn i CRISPR i en bestemt retning. Det blir mer og mer tydelig at Cas1-CAS2 komplekser fra ulike systemer er i stand til at disse system-spesifikke faktorer blir imøtekommet med stor trofasthet."
Ville noen ha forventet et slikt raffinement i den minste, visstnok mest primitive form for liv? Dette har kjennetegnene til presisjons anti-hacking programvare. I moderne datamaskiner, lagrer anti-virusprogrammer sekvenser av kjente virus for å kunne skille venn fra fiende. Kan naturens blinde prosesser gjør dette?

Tenk på det; en mekanisme for lagring av fremmede sekvenser ville være ubrukelig uten gjenkjennelses og respons-systemet. Men gjenkjennelse og reaksjon vil være ubrukelig uten evnen til å lagre de fremmede sekvensene med høy nøyaktighet, i riktig orientering, i riktig lengde, i riktig rekkefølge.

Bilde 3. Samme virkemåte i disse som i prokaryoter

Her er mer:
"Nye funn gjør også rede for bestilling av lagrede minner: Typisk er innsetting av nye avstandsstykker rettet mot den ene enden av CRISPR-matrisene, og det har vist seg at dette forbedrer immunitet mot nylig møtte inntrengerne. Den kronologiske rekkefølgen av nye avstandsstykker har aktivert innsikt i den tidsmessige dynamikken i samspillet mellom verter og inntrengere som er i stadig endring. Noen CRISPR-Cas-systemer bruker eksisterende avstandsstykker for å gjenkjenne tidligere møtte elementer og fremme dannelsen av nye CRISPR-minner, en prosess som kalles 'primet' (primed) CRISPR tilpasning. Virus og plasmider som har unnsluppet tidligere CRISPR-Cas forsvar gjennom genetiske mutasjoner utløser 'primet' CRISPR-tilpasning. Flere nyere studier har avdekket at primet CRISPR tilpasning også er sterkt fremmet av tilbakevendende inntrengere, selv i fravær av rømnings-mutasjoner. Dette har ført til at tidligere adskilte paradigmer av inntrenger ødeleggelse og 'primet' CRISPR tilpasning begynner å konvergere til en enhetlig modell."

Som nevnt, i løpet av tre dager har vi observert tre genetiske mekanismer som ødelegger det sentrale dogmet, mislykkes i å bekrefte neo-darwinismens mutasjon/utvalg-forventninger, og undergraver selve Livets tre.
Dersom en blekksprut kan redigere sitt eget RNA -her og hindre neo-darwinismen, så blir den ikke mer tilpasning; det er tilpasset og har alltid vært det. Hvis et virus kan være nesten like komplisert som en celle -her , og få sin kompleksitet ved tyveri av eksisterende deler, er ikke det et springbrett til den første cellen. Og hvis bakterier kan betjene et komplekst adaptivt immunsystem ved hjelp av lagrede minner og aktive respons-system, fortjener de ikke tilnavnet "primitive" eller en lav posisjon i hierarkiet av organismer.

Vi kan trenge å kaste bort darwinistiske metaforer for å forstå livet. Språkbruken i "våpenkappløp" eller "evolusjonær strategi" eller "livets tre" tenderer i å hindre, ikke opplyse forståelse. Hvis darwinistisk evolusjon ikke fungerer, hvorfor vedlikeholde ikonene for Zombie Science som det innebærer -her?
En design perspektiv ville forvente samarbeid, homeostase, og programmert tilpasningsevne ved hjelp av svært komplekse, samvirkende deler. Disse tre funnene passer også i det bildet.

Oversatt av Asbjørn E. Lund (Bildene sto ikke i opprinnelig artikkel, evt. untatt det 1., og er satt inn av undertegnede, se lenke i Bilde-nr)