tg-cbmass-20121025

Hamarosan lesz normális poszt is, addig is két kis hírrel örvendeztetném a kitartó olvasókat:

1.  A Wired remek cikkben ír a placebo hatásról, kiemelve azt a különösen érdekes és igazából még magyarázatra váró dolgot, hogy a hatás erősödni látszik az utóbbi időben.
2.  A bíbíszí híre, hogy Jersey partjai mentén felfedeztek egy élősködő isopoda fajt, amely a halak nyelvét falja fel, majd a felszabaduló helyre befészkeli magát.

 

Az enyhe blogszünet, részint munkának, részint konferenciázásnak tudható be, és egyelőre nem tudok a jövő hétre se biztatót mondani, elnézést. Addig esetleg rövidebb posztok lesznek, inkább amolyan ajánló formában. Mára ezekből kettő jutott:

• Az aktuális Nature-ben arról esik szó, hogy a zöldszervezetek militáns GMO-ellenességének a tudomány nemcsak azért lesz áldozata, mert gyakran ellehetetlenül, hanem azért is, mert olyan ellenreakciót vált ki számos, egyébként tehetséges kutatóban, amelynek eredményeként képtelenek bármilyen GMO ellenes kritikát elviselni.
• Úgy néz ki, hogy Lynn Margulis egy kicsit becsavarodott: persze az endoszimbiózis elmélet anyjától soha nem álltak távol a meredek gondolatok, de legutóbb azonban egy tudományosan is nagyon megkérdőjelezhetőt lépett: mint az Amerikai Tudományos Akadémia tagjának, minden évben lehetősége van néhány cikket gyakorlatilag komolyabb peer-review nélkül leközöltetnie az Akadémia lapjában, az elég rangosnak számító PNAS-ben. Most egy öreg liverpooli zoológus munkáját választotta, amelyben a bácsi nem kevesebbet állít, mint hogy a lepkék életciklusának hernyó fázisa úgy jött létre, hogy a lepke-ős tévedésből egy őslégcsöves peripatidával párzott. Mivel utóbbi egy kicsit hasonlít a hernyóra, zoológusunk szerint ez a hernyó-stádium létrejöttének titka. Jerry Coyne részletesen is leírja, hogy miért szörnyen valószínűtlen ez.
  

Jerry Coyne blogja révén futottam bele John Hawks régebbi posztjába, amelyben a sokat vitatott "vízimajom-elméletet" ekézi. Mivel Csányi professzor munkássága révén ezt kb. mindenki ismeri ma Magyarországon, akit csak marginálisan is érdekel a téma (a vaskos Wiki oldal ennek szerény testamentuma), a részletekbe nem mennék bele, csak Hawks posztjának két lényeges bekezdését fordítanám ide:

"Más szavakkal a vízimajom-elmélet nemcsak megmagyarázza ezeket a jegyeket, de mindegyikre kétszeres magyarázatot kínál. Minden egyes, az elmélet által lefedett jegy valamilyen okból fennmaradt, azután is, hogy az emberősök elhagyták a vízi környezetet. És minden ok, amivel ezt megmagyarázzuk, önmagában is elégséges lenne arra, hogy a jegy önálló, vízi környezettől független evolúcióját alátámasszuk. A vízimajom-elmélet így végső soron nem mond semmit az emberi evolúcióról. Ezért vetik el az antropológusok, még ha nem is gondolják mindig végig teljesen a logikáját."

A címben levő kérdésre a válasz pedig egy friss updateben van:

"Jogosan tekintik tehát sokan a "vízimajom-elméletet" áltudománynak? Minden természeti okokra hivatkozó állítás potenciálisan tudományos. Ami a valóban tudományost és az áltudományost megkülönbözteti, az szociális. Az áltudományt a tekintélyre való hivatkozás támasztja alá, a releváns tesztek elutasítása vagy ignorálása mellett. Támogatói tudományosnak tetsző érveket hangoztatnak, de nem fogadják el a tudomány alapvető szabályait a cáfolhatóságról és megismételhetőségről. Az áltudományt olyan karizmatikus személyek nyomatják, akik nem válaszolnak direkt kérdésekre. Amikor hatalomban levő emberek teszik ezt, mint egykor Liszenkó, az tönkreteszi a valódi tudományos megismerést. Amikor kisebbségben vannak, akkor üldöztetésre hivatkoznak.
Azt hiszem 2009-ben illik a vízimajom-elméletre ez a leírás."

Ha esetleg valaki beszél a közeljövőben Csányival kérdezze meg a véleményét erről. :-)

A "9173 bázispár a halál" felütéssel indított poszt talán kellően semmitmondó és felületes, hogy sokan rákattintsanak, ugyanakkor mégsem teljesen pontatlan: figyelembe véve, hogy az AIDS mekkora pusztítást végez a HIV fertőzöttek körében, nem túlzás azt mondani, hogy ma a világ nagyobb részén a fertőzés elég gyors és bizonyos utat jelent a halálba.

A napokban/hetekben a HIV kutatás két igen fontos felfedezést könyvelhetett el: egyrészt megfejtették a vírus RNS genomjának másodlagos szerkezetét, másrészt bebizonyosodott, hogy a régi dogma, miszerint a rokon SIV vírussal fertőzött csimpánzok nem betegek, valójában nem több mint városi legenda.

A HIV egy tipikus retrovírus, azaz genomja RNS alapú (a vírus részecskében a genomi RNS lánc két példányban van jelen), és csak a fertőzés után, immár a sejten belül, íródik át DNS-é (a vírus által biztosított reverz transzkriptáz - RT - enzim segítségével), ill. integrálódik a sejt saját genomjába (szintén egy virális enzim, az integráz - IN - aktív közreműködésével).

A teljes életciklusához, a vírus lényegében 15 saját fehérjét használ fel (a számos gazda enzim mellett), amelyek részben az előbb említett integrációt biztosító enzimeket kódolják, részben azokat a fehérjéket (p17, p24), amelyek a viroid burkát hozzák létre a sejten kívüli élethez, ill. ezen a burkon azokat a fehérjeláncokat (gp120, gp41), amelyek az újabb fertőzést majd lehetővé teszik.

Külön érdekesség, hogy a 15 fehérjét mindössze 9 leolvasási keret (ún. open reading frame - ORF) biztosítja, vagyis több esetben is egy nagy polipeptid darabolódik kisebbekre (gyakran még transzláció során). Ilyen pl. a gag gén kódolta polipeptid, amelyből a strukturális mátrix (MA), kapszid (CA), nukleokapszid (NC) és p6 fehérjék alakulnak ki, az ún. gag-pol gén, amelynek termékéből RT és IN mellett egy proteáz (PR) készül, valamint az env gén, amely a gp120 és gp41 előtt egy egy szignál peptidet kódol. Utóbbinak az a feladata, hogy az ún. szignál felismerő részecskéhez (signal recognition particle) kapcsolódjon, amely az egész transzlációs masinériát, riboszómástól, mindenestől a durva endoplazmatikus retikulumba szállítja, ahol aztán sor kerül a gp120 és gp41 transzlációjára. Ha pedig már gp120, akkor szót kell ejteni a molekula egyik jellegzetes tulajdonságáról, arról, hogy több igencsak változékony régióval rendelkezik, ami egyúttal lehetővé is teszi, hogy az immunrendszert kijátssza. A változékonyság RNS szinten van kódolva, ugyanis a megfelelő kódoló régiók a HIV genom legváltozékonyabb részei közé tartozó ún. hipervariábils régiók (V1-5). 

A másodlagos szerkezetet egy viszonylag új módszerrel, a SHAPE reaktivitással határozták meg. Megkerülve a technikai részleteket a lényeg az az alacsony reaktivitás viszonylag bonyolult másodlagos RNS struktúra jelenlétét jelöli, a magas reaktivitás pedig ennek ellentettjét.

 

A szerkezet bonyolultáságában már már a riboszomális RNS-ekével vetekszik és két fontos dolgot lehet rajta megfigyelni: a variánilis régiók általában pont nélkülözik a komplex elemeket, ill. azokon a helyeken ahol a polipeptidekben kódolt fehérjék határai találhatók, ill. összetettebb fehérjék (pl. RT) belső doménjeinek a határai, egy-egy helyre kis hurok tűnik fel. Ezeknek minden valószínűség szerint fontos szerepük van: mivel okunk van feltételezni, hogy az RNS genom másodlagos szerkezete jól tükrözi, hogy az integrálódott HIV vírusról átíródó mRNS molekulák szerkezet milyen, ezek a hurkok megtalálhatóak a fehérjeszintézis során felhsznált RNS-ekben is. Az ilyen strukturális elemek pedig megakasztják (ha csak rövid időre is) a transzlációt, ami azért lényeges, mert a már megszintetizált fehérjeláncoknak így van elég idejük felvenni a helyes fehérje konformációjukat és nem szomszédos doméneket kódoló szekvenciák állnak össze valami zagyva egyveleggé.

És akkor ugrás a csimpánzokhoz. Mint már korábban említettem, hosszú, hosszú ideig az volt az uralkodó nézet, hogy a majmoknak ugyan megvannak a maga lentivírusai, köztük a SIV is, de hiába származtathatjuk ezekből az emberi HIV-t, ezek a kórokozók nem okoznak az emberi AIDS-hez hasonló megbetegedést emberszabású rokonainkban. A dolog egyetlen szépséghibája, hogy egyetlen szisztematikus tanulmány sem támasztotta ezt alá (igaz, nem is cáfolta meg). Most kutatók egy csoportja visszament a Gombe Nemzeti Parkba, a Jane Goodall által is tanulmányozott csimpánzcsoportot vette jobban szemügyre. Az eredmény pedig elég egyértelműen cáfolja napjaink konszenzusát. A SIV-el fertőzött csimpánzok kevesebb ideig élnek, mint egészséges társaik, valamint lényegesen kevesebb utódot is nemzenek. Nem mellékesen a vírus fertőzés horizontális (szexuális úton történő) átadása mellett az ún. vertikális (terhes anyából magzatjára) fertőződést is feljegyeztek, vagyis a kór terjedési paraméterei kísértetiesen hasonlítanak az emberi fertőzésére.

Végül, de nem utolsó sorban arra is fény derült, hogy a vírus okozta fiziológiás változások sokba emlékeztetnek az emberi AIDS-re. A vérképre jellemző a CD4⁺ T fehérvérsejtek számának drámai lecsökkenése (a baloldali ábrán a fekete oszlopok az egészséges egyedek CD4 számát jelölik, a pirosak pedig a betegekét), ami az immunválasz megrendüléséhez vezet és lehetővé teszi, hogy az egészséges emberek számára könnyen túlélhető kisebb betegségek a HIV fertőzött életébe kerüljenek.

A felfedezés önmagában persze nem jelenti az AIDS azonnali gyógyítását, ugyanakkor mégsem jelentéktelen. Mivel a vírus már hosszú ideje "együtt él" a csimpánzokkal, jó esélyünk van arra, hogy több populációt tanulmányozva természetes rezisztenciát (vagy legalább részleges védettséget) okozó mutációkat fedezünk fel amelyek viszont már tényleg közelebb vihetnek egy emberi gyógymód kifejlesztéséhez.                   

(Felhasznált képek forrásai: UChicago ill. helpcure.com.)

(SexComb ma Szabó  Viktor matematikus-hallgató előadását vonja kínpadra, amely az "Intelligens tervezés matematikai felderítése" címet viseli (képek, hanganyag).)

A specifikus összetettség mint olyan alapvetően fordítási hiba. Az angol "specified" kifejezés magyar jelentése részletes, részletgazdag, szerencsésebbnek tartanám magyarul a részletes összetettség kifejezést. (Ugyanúgy ahogy az "értelmes tervezést" az "intelligens tervezés" helyett.) A kifejezést és az elvet eredetileg Leslie Orgel arra találta ki, hogy mi alapján lehetne megkülönböztetni az élőlényeket az élettelen anyagoktól. Az intelligens tervezés (ID) elméletébe William Dembski vezette be ezt a fogalmat, ő a specifikus (részletes) összetettséget valami olyasminek tartja, ami alapján megkülönböztethetőek a tervezett dolgok a nem tervezettektől. Dembski érvelése alapján 10¹⁵⁰ esemény történhetett a világegyetem keletkezése óta, ha egy esemény bekövetkezésének valószínűsége ez alatt marad, akkor nem lehet véletlen. Maga az elv tetszetős és megvan az az óriási előnye, hogy innentől van min vitatkozni, mivel ez egyike az ID vizsgálható állításainak. Dembski és követői előszeretettel alkalmazzák ezt az elvet, hiszen roppant egyszerű. Mint ahogy a hazai ÉRTEM hívők munkásságából is megtudhatjuk, egy esemény bekövetkezésének a valószínűsége ez alatt a határ alatt marad, az még nem elég, ahhoz, hogy a specifikusan (részletes) összetettségét igazoljuk "mintákat keresünk X-ben (pl. értelmes betűsorozatok, szavak, ismétlődések)".

Ez az a lépés, amit mindenki elmond, aki valaha is megnyilatkozott a specifikus (részletes) összetettségről az ÉRTEM táborából, maga Dembski is oldalakon át értekezik róla. Ezek után azt gondolnánk, hogy erre jól bejáratott módszer létezik. Sajnos tévedünk, ez a mintázatfelismerés kizárólag egyetlen módon működik: betűsorokból választják ki az értelmes szavakat, mondatokat. Ez a módszer tényleg gyönyörű, de van egy óriási hibája: soha senki, legkevésbé az ÉRTEM hívei sem próbálták még élőlényekre, vagy ezek bármely részegységére alkalmazni. Nem tudom, ezek szerint az ÉRTEM eszköztárának legerősebb fegyverét még sohasem vetették be, azaz nem vizsgálták vele, hogy az élőlények tervezettek –e? Nem igazán értem, mire tartalékolják ezt a félelmetes érvet, amely állításuk szerint egyenes cáfolata az evolúciónak. Vagy ha nem alkalmazzák, akkor miért tartanak róla ismeretterjesztő előadásokat, illetve miért beszélnek róla úgy, mint a tervezettség melletti "bizonyítékról".  Mert azért mégis csak hasznos lenne, ha ez a tervezettség egy vizsgálható követelménye vagy elem lenne, de erre soha kísérlet sem történt, Dembski kitalálta és azóta az ÉRTEM hívei engedelmesen szajkózzák, hogy ez a módszer micsoda előrelépés a tudományban, ám használni semmire sem használják. Szerény véleményem szerint ez elég furcsa. 

Ennek a felhasználásnak van egy másik óriási hibája, nevezetesen, hogy megint csak nem független a szemlélőtől. Addig oké, hogy a hozott két példa között látható a különbség, nyilván az "ESTEVANESTEVANKIKINYUGALOMBA... " betűsor értelmes, míg a "HMBZWNPQIRZVBSGVNMPHSD..." nem. Eddig jó, tiszta ügy. 

De vajon melyik betűsor hordoz információt: "TOMORROWELEAVEFORVENICE" vagy a "THERASEURTOMPOLOM"? Aki ért angolul, annak csak az első betűsor értelmes, információhordozó, a második nem.  

No de melyik hordoz információt az "AMINTILEPETUTE" vagy a "UTUBEMPELUNE" betűsor? No, kedves olvasó, melyik betűsor specifikusan (részletesen) összetett? Ez már nehezebb, de az internetes roma szótár szerint az "Aminti le pe tute!" azt jelenti, "Vigyázz magadra!" No most kedves olvasó, legyél őszinte! Az "AMINTILEPETUTE" betűsorban felismerted az információt? Nem. Pedig tartalmaz, csak nem a te nyelveden, aki érti, annak tartalmaz információt, neked nem. És ha mondjuk egy etruszk feliratot tennék ide, amely nyelvet a mai napig nem sikerült megfejteni, tehát jelenleg nem él olyan ember a Földön, aki tudná, milyen információt rejt, pedig nyilván rejt? Mondjuk a Családi kör első versszakát sem ismerné fel a specifikusan (részletesen) összetettnek, aki nem beszél magyarul, hiszen nem tudja mit jelent. Tehát ez a módszer, bár roppant szemléletes, alapvetően téves eredményre vezet, ha a ismeretlen nyelven írt betűsorokat kell összehasonlítani, ugyanúgy nem ismerni fel az információt, mint véletlenszerűen előállított betűsorokban.   

Maga Dembski egyetlen egy biológiai rendszerre alkalmazza az elméletét, "a" baktérium ostorára. Természetesen arra jut, hogy csillagászatian alacsony az esélye, hogy véletlen folyamatok terméke legyen. Természetesen ő sem veszi figyelembe, hogy az elmélet kizárólag az E. coli ostorára áll, a többi ismert baktérium ostor vizsgálatával azonnal összeomlik,  de ezt már leírtam régebben.  

De ugye eddig ez csak elméleti okoskodás, mi minderre a bizonyíték? Ismertetnék egy kísérletet. Loit és munkatársai új antimikróbiális peptideket szerettek volna találni, azaz olyan rövid fehérjéket, amelyek képesek elpusztítani a baktériumokat. Ilyen fehérjéket minden ismert többsejtű élőlény termel, tehát elkezdhettek volna keresgélni a természetben is, de ők más megközelítés mellett döntöttek. Véletlenszerűen beépült nukleotidokból álló 75 bázis hosszúságú DNS darabokat készítettek nagy mennyiségben. Az elkészült szigorúan véletlenszerű DNS szakaszokat egy plazmidba klónozták, így egy oldatot kaptak, amely nagy mennyiségű plazmid DNS -t tartalmazott, így az egyes plazmidokat bejuttathatták baktériumokba. Ezek után nagy mennyiségű baktériumsejtbe juttatták ezeket a plazmidokat, amelyeknek az a tulajdonsága, hogy egy baktériumsejtben egyszerre csak egy típusú plazmid létezhet, így tudták, hogy minden egyes baktérium csak egyféle véletlenszerűen előállított, 75 bázis hosszúságú DNS szakaszt hordozó plazmiddal rendelkezik. Ezek után egy kék festékkel (tripánkék) kiegészített táptalajra szélesztették ezeket a baktériumsejteket, ahol az egyes baktériumsejtek osztódni kezdtek és egy-egy szabad szemmel is látható baktériumtelepet hoztak létre. Ekkor, amikor a telepek már látható méretűek voltak, elindították a baktériumok által hordozott plazmidok fehérjévé fordítását, azaz kifejeztették a véletlenszerűen összeállított DNS szakaszokat. Ezek után figyelték, hogy melyik telep színe változik kékre, mert úgy okoskodtak, hogy ha a baktériumsejtek nagy mennyiségben elpusztulnak, a sejtmembránjuk már nem képes kívül tartani a kék festéket, így azok a telepek, amelyekben mérgező fehérjét kódol a véletlenszerűen összeállt DNS szakasz, megkékülnek. A kísérlet során körülbelül százezer baktériumtelepet vizsgáltak meg, ezek közül huszonnégy olyat találtak, amelyik jelentősen kékebb volt a környező telepeknél. Ezek közül folyadékkultúrában hat gátolta a baktériumsejtek növekedését, azaz csak hatnak volt valóban antimikróbiális hatása, ebből a hatból a legerősebb hatásút választották ki, őt vizsgálták részletesen. Kiderült, hogy valóban egy antimikróbiális peptidet találtak, amelyet ha kémiai úton megszintetizáltak, akkor is gátolta a baktériumsejtek növekedését, hasonlóan az antibiotikumokhoz. Vagyis egy működő fehérje született véletlenszerűen előállított DNS szekvenciák átírásából. "Információ" a semmiből! Éppen az, ami az ÉRTEM hívei szerint nem is létezik. Elég kellemetlen, hogy ezen állításuk is kísérletesen cáfolható. 

Ezen kívül érdemes elgondolkodni azon, hogy e kísérlet során hetvenöt bázis méretű DNS szakaszokat készítettek, amelyek huszonöt aminosav hosszúságú peptideket kódolnak. Ha követjük az ÉRTEM szokásos számítási módszerét, ez bizony 20²⁵ különböző variáció lehetőséget jelent, ez a rövid DNS szakasz  ~10³³ különböző fehérjét kódolhat. Ez is csillagászati szám, egy lottóötös esélye 10^-9 körül van. Ha az ÉRTEM szokásos gondolatmenetét követjük, az, hogy a kísérletben talált antimikróbiális peptid így 10^-33 eséllyel jön ki, azaz kb. annyi az esélye, mint hogy egy játékosnak három egymás utáni héten is ötöse lesz a lottón. Azért lássuk be, ez nem túl magas. A kísérletben hat különböző erősségű antimikróbiális hatású peptidet találtak, ennek az esélye 10^-33X10^-33X10^-33X10^-33X10^-33X10^-33, azaz 10^-198. Mivel összesen százezer baktériumtelepet vizsgáltak meg, így 105 mintát vettek, így a végső esély 10^-193. Vagyis ez bőven alacsonyabb, mint a William Dembski által meghatározott 10^-150 esély. Vagyis ez a kísérleti eredmény Dembski meghatározása alapján egyértelműen lehetetlen. Most akkor hogy is van ez? Ennek az eredménynek az esélye bőven alatta van az általa meghatározott határnak, mégis el kell hogy fogadjuk, mert megtörtént. 

A magyarázat pofonegyszerű, mint mindig, ha az evolúció talaján maradunk: nem csak egy fehérjének lehet baktériumölő hatása. Nem is kettőnek, nem is száznak. A természetben eddig ezernél is több antimikróbiális peptidet azonosítottak, úgy becsülik, hogy minden többsejtű élőlény legalább egy tucatnyi különböző antimikróbiális peptiddel védekezik a környezetében élő mikróbák ellen. Nyilván megszámlálhatatlanul sok antimikróbiális hatású peptid létezhet, így lehetséges, hogy a fenti kísérletben az elméletileg lehetséges változatoknak csak ilyen kis részét vizsgálták meg, mégis találtak megfelelőt. Valószínű, hogy minden százezer huszonöt aminosav hosszúságú peptidből egy-kettő antimikróbiális hatású, így ha egy élőlényben egy ilyen fehérjét találunk, annak a véletlenszerű DNS szekvenciákból való létrejöttéhez nem kellett 10³³ mutációs eseménynek történnie, bőven elég volt néhány százezer, ami azért nem olyan hihetetlen mennyiség, hogy eleve kizárja az evolúciót. No most Dembski feltevései éppen ezt nem kezelik, vagyis a tényt, hogy egy adott feladatra nem csak egy fehérje alkalmas. El lehet matyizni azon, hogy egy adott szekvencia milyen eséllyel jön létre véletlen folyamatok által, de a valódi kérdés az, hogy egy adott működés ellátására tulajdonképpen hány fehérje alkalmas, azaz a 10³³ lehetséges változat mekkora hányada láthatná el ugyanígy a feladatát?  

Ha kicsit elgondolkodunk azon a tizennyolc peptiden, amely ennek a kísérletnek mintegy melléktermékeként jött létre, amelyek kifejeződése ugyan bekékítette a baktériumtelepeket, ám nem pusztították el a sejteket, ezek léte legalább annyira meglepő, mint az előbb tárgyaltaké. A baktériumok sejtmembránját nem teszik tönkre, de mégis bejuttatják azt a kék festéket, amely az eddigi ismereteink szerint nem jut be az élő baktériumsejtbe. Akárhogyan is nézzük, ezek kezdetleges transzportfehérjéknek tekinthetők, az ép sejtmembránon keresztül a környezetből a sejtbe juttatják a tripánkéket. Ezzel az egyszerű módszerrel két eltérő működésű peptidfajtát is azonosítottak, bár tény, hogy erre a második működésre csak véletlenül szűrték a baktériumtelepeket.  

A specifikus (részletes) összetettség matematikai kifejezése kizárólag annyit jelent, mi az esélye annak, hogy pontosan az a fehérje létrejött, de semmilyen módon sem közelíti meg azt a kérdést, hogy hány másik fehérje működne hasonlóan, mint az éppen vizsgált, azaz hány másik tudná ugyanígy ellátni a feladatát? Így sajnos a biológiai alkalmazhatósága gyakorlatilag nulla, kísérletesen cáfolható, hogy a módszer használatával előálló csillagászati esélyeknek bármilyen jelentősége is lenne a számokkal való bűvészkedésen kívül. Ha a kérdés az, hogy hány nullát tudunk leírni egy papírra, a módszer tökéletesen alkalmazható, ha az, hogy milyen eséllyel hoznak létre véletlen folyamatok genetikai információt, akkor erről semmit sem mond, a módszer alkalmazásával előálló becslések már egészen egyszerű fehérjék esetén is jelentősen eltérnek a kísérletesen mérhető értékektől. A "specifikus összetettség" módszerének semmi értelme sincs.