Biologisk mekanik med inbyggda styrsystem och minnesfunktioner har uppstått naturligt

Del 3

(Del 1, Del 2)

I den del av verkligheten som är osynlig för blotta ögat flyter världar samman.

I den mikrobiologiska världen – som ändå är så stor att den kan betraktas genom ett vanligt mikroskop – verkar allt liv utgöras av interagerande biologiska maskindelar och kemiska styrsignaler. Gränsen mellan de celler som tillhör eller ingår i en flercellig organism och de oberoende, frilevande encelliga mikroorganismerna, suddas ut, blir flytande, oklar och närmast filosofisk. Företeelser som verkar oförenliga glider sömlöst in i varandra.

Mikronivåns tre arméer i människokroppen

Ingenting illustrerar den biologiska mekanikens möjligheter och avancerade briljans bättre än det mänskliga immunförsvaret. I kroppen befinner sig en relativt fritt cirkulerande massa av aktiva och reaktiva celler. De utgör en halvlojal legoarmé som visserligen försvarar kroppen, men vars kraftfulla kemiska vapen kan orsaka den egna värdorganismen svårt och överdrivet lidande – i värsta fall t o m riktas mot värdens egna vävnader. Just därför är säkerhetssystem nödvändiga på alla nivåer. Det sker en ständig avstämning och återkoppling mellan immunförsvarets överlappande lager. Två riskabla företeelser måste alltid vägas mot varandra: hotet om infektion och hotet från ett alltför nitiskt och överaktivt immunförsvar.

Situationen kompliceras ytterligare av att kroppen normalt bebos av en mycket stor mängd främmande mikroorganismer. Närvaron av ett ekosystem inne i vår kropp ställer höga krav på precision. Dels måste immunförsvaret kunna skilja mellan kroppens egna celler och artfrämmande celler – dels måste det selektivt tolerera de tusentals arter av mikroorganismer som ingår i den normala tarmfloran, mikrobiotan.

Anpassningar till en uråldrig symbios

Mikrobiotan har flera grundläggande och livsviktiga roller i människokroppen. På plats i tarmen producerar den stora mängder biomolekyler; som vitaminer och korta fettsyror. Den gör också ämnen i maten mer tillgängliga för oss genom att bryta ner dem i former vi kan ta upp. Mjölksyrabakterier utsöndrar en biofilm som täcker och skyddar den inre tarmväggen. De sänker pH-värdet och gör tarmens miljö ogästvänlig för sjukdomsframkallande mikroorganismer.

Symbiosen mellan mikrobiotan och immunförsvaret är central för hälsa och utveckling, redan från födseln. Mikroorganismernas kolonisering av kroppen är nödvändig och avgörande för immunförsvarets förmåga att fungera normalt. Det sker en träning och en kalibrering som lär immunförsvaret att korrekt värdera och bedöma hot mot kroppen.

Eftersom det mikrobiella ekosystemet är nödvändigt för hälsan har immunförsvaret utvecklat förmågan att kunna skilja mellan kroppens egna celler, invaderande artfrämmande celler – och dessutom artfrämmande men livsnödvändiga celler. Det mest häpnadsväckande är hur detta överhuvudtaget är möjligt.

Immunförsvarets celler dockar som rymdfarkoster

Mekaniska delar byggda av proteiner har, tillsammans med kemiska signalmolekyler, förmågan att överföra mycket komplicerade instruktioner – inklusive kollektiva minnen och det egna systemets samtliga kontrollfunktioner.

Immunförsvarets celler påverkar varandra i nätverk av interaktioner. De aktiverar varandra och förstärker varandras reaktioner genom kemiska signaler eller direkt kontakt, genom att olika delar binder till varandra. De vita blodkropparnas ytor täcks av specifika receptorer, som kännetecknar dem och identifierar dem för varandra. När kompatibla receptorer binder till varandra överförs instruktioner, som leder till någon form av reaktion.

Dendritiska celler presenterar fragment av inkräktare på sina ytprotein; MHC (Major Histochemistry Complex). Men det är först då detta komplex binder till en specifik receptor (CD4+) på en T-cell som informationen om hotet blir synligt för T-cellen, vilket utlöser en kaskad av reaktioner. T-cellen mångfaldigar då sig själv genom kloning och utsöndrar cytokiner, vilka fungerar som kemiska larmsignaler för immunförsvaret i sin helhet.

Våra tekniska komponenter blir mindre och mindre

Mikrovärldar som flyter samman genom sina biologiska funktioner kan också medvetet sammanfogas med mänsklig teknik och elektronik till något som har en specifik funktion. Över hela världen arbetar människor intensivt med att utveckla och sammanföra vitt skilda områden, som mikrobiologi, elektronik, bioteknik, nanoteknik, digital teknologi och design.

När människotillverkade mekaniska delar blir mindre blir de också också mer och mer kompatibla med det mikroskopiska livets absolut optimerade skapelser. På nanoskalan – där avstånd mäts i miljarddels meter (1 nm =10-9 meter = 0,000 000 001 meter) – upphör bokstavligen gränsen mellan det människotillverkade och det bakterietillverkade i tekniska applikationer. Tack vare upptäckten av nanotrådar kommer bakterier att kunna användas för att producera elektriskt ledande nanomaterial.

I BioConcept City är biotekniken en integrerad del av staden – både i bokstavlig, materiell mening och i dess lösningar på utmaningar kring rent vatten och avfallshantering. Där sammanfogas de mycket små världarna i människans tjänst.

Fortsättning del 4

Dela på sociala medier

Tillsammans med våra kunder får vi samhällets kretslopp att flöda

Luleå kommun övergår till en hållbar fetthantering

För att komma ner till noll i klimatpåverkan till år 2040 har Luleå kommuns infrastruktur- och serviceförvaltning u […]

Läs mer

Runö Möten & Events skapar en hållbar mötesplats

En kort biltur från Åkersberga centrum, vid Näsuddens naturreservat norr om Stockholm, ligger Runö Möten & Even […]

Läs mer

Telge Fastigheter gör Södertälje till en mer hållbar kommun

I Södertälje bedrivs ett aktivt arbete för att förbättra kommunen inom hållbarhet och miljö. 2023 slutade Södert […]

Läs mer

Stora Skuggans Värdshus – restaurangen med ett riktigt kretsloppstänk

Ute vid Norra Djurgårdens grönskande parkområden ligger Stora Skuggans Värdshus. Här har Carola Magnusson i många […]

Läs mer

Senaste nytt inom Bioteria och utvecklingen av miljöteknik

Bioteria presenterar ett nytt varumärke

23.12.13

Go Green under Black Week

23.11.06

Charlotta Buch presentera bioteknik på Almedalen 2023

Bioteria lyfter det dolda fettproblemet på Almedalen

23.07.03