Biológiai eredmények

Az életkritériumok rendszere

A biológiában a mai napig a legnagyobb zűrzavar uralkodik abban a tekintetben, hogy mi és mikor tekintendő élőnek, élettelennek, halottnak. Gánti az életkritériumok fenomenológikus rendszerének felállításával nemcsak a határvonalat tisztázta, hanem azt is kimutatta, hogy a régi kritériumok egy része nem az egyedi élet kritériuma, hanem az élővilág-alapító képességé (abszolút és potenciális életkritériumok).

Az élet minimálmodellje: a chemoton

Az életkritériumok rendszerének birtokában megvizsgálható, hogy a fluid automaták elmélete segítségével konstruált egyre bonyolultabb rendszerek mennyiben elégítik ki az egyes életkritériumokat. A legegyszerűbb ilyen rendszer, amelyik az összes abszolút életkritériumot kielégíti, az önreprodukáló programvezérelt fluid automata, a chemoton. Következésképpen a chemotont élőnek, sőt a legegyszerűbb élő rendszernek, azaz az élet minimálrendszerének kell tekinteni. A chemotonok egzakt mérnöki módszerekkel tervezhetők és a körfolyamati sztöchiometriával kvantitatíve tárgyalhatók.

Az élővilág alapegységei

A chemotonok nemcsak az abszolút életkritériumokat elégítik ki, hanem a potenciális életkritériumokat is, következésképpen nemcsak élő rendszerek, hanem alkalmasak élővilág kifejlesztésére is. Másrészt a földi élővilág minden ismert tagja alapjában chemoton organizációjú. Következésképp a chemotonokból az élővilág hasonló és egzakt módon származtatható le, mint a kémia világa a kémia alapegységeiből, a molekulákból. (Lásd még: James Griesemer: The philosophical significance of Gánti's work. In: T. Gánti: The Principles of Life p. 169-186.) Ezzel a chemoton elmélet egy egzakt, kvantitative tárgyalható elméleti biológia alapját is megteremti.

Életkeletkezés

Az élet keletkezésének kutatása fél évszázada folyik intenzíven anélkül, hogy a kutatók választ tudnának adni arra az alapvető kérdésre, mi az élet? A chemoton elmélet nemcsak egzakt választ ad e kérdésre, de lépésről-lépésre felvázolja a biogenesis lehetséges útját a kémiai evolúciótól a prokariota sejtek megjelenéséig. Ezen belül Gánti és munkatársai megkonstruáltak egy   valós prebiotikus kémiai reakciókból álló de hipotetikus chemical network-öt, egy lehetséges „prebiotikus chemotont”, amelynek mennyiségi viszonyait a körfolyamati sztöchiometria segítségével elemi reakciókig bontva végig is számolták. Ezzel bizonyították, hogy a chemoton elmélet alkalmas a biogenesis folyamatainak kvantitatív tervezésére, ellenőrzésére és számítására.

RNA-enzimek és RNA-gének

Gánti 1978-ban publikálta (magyar nyelven, de angol absztrakttal), hogy a fehérje enzimek és a DNS-gének keletkezését meg kellett előzniök az RNS-enzimek és RNS-gének spontán keletkezésének. E folyamat lehetséges mechanizmusát is kidolgozta a chemoton elmélet segítségével. Öt év múlva (1983-ban) megtalálták az első RNS-enzimet, a felfedezést 1989-ben Nobel-díjjal jutalmazták.

A biológiai periodicitás eredete

A fluid automaták elmélete segítségével különböző mechanizmusú és tulajdonságú, periodicitást generáló kémiai rendszerek konstruálhatók, feltehetően ezek képezik a biológiai periociditások alapjait. (Lásd: Gánti, T.: On   the early evolutionary origin of biological periodicity. Cell Biology International 2002. Vol. 26., No 8, 729-735.)

Mesterséges élet

Az utóbbi években rendkívüli mértékben előtérbe került kutatási terület mind számítógépes vonalon, mind pedig a kémiai szintézis területén. A kérdés megoldhatatlan anélkül, hogy tudnánk mi az élet. A chemoton elmélet e kutatásokhoz nemcsak egzakt elméleti alapokat nyújt, de konkrét útmutatást ad a szintézisutak kiválasztásához és a tervezett konstrukciók sztöchiometriai megvalósíthatóságához.

Asztrobiológia

A chemoton modell, mint absztrakt modell bármely vegyületcsoportra érvényes, amennyiben azok átalakulásai a modell által előírt sztöchiometriai feltételeket képesek teljesíteni. Így a chemoton elmélet megállapításai nemcsak a földi élővilágra, sőt nemcsak a szénvegyületekre érvényesek, hanem például, ha van valahol szilícium alapú élet, arra is. Ezért a chemoton elmélet teljesen általános elméleti alapot kínál az asztrobiológiai / exobiológiai kutatások számára.

Az élet kétféle szintje

A szövettenyésztés felfedezése óta, tehát bő hét évtizede szorongató, de eltusolt problémája a biológiának a „túlélő” szervek, szövetek, sejtek problémája. Hogyan lehet, hogy az ember halála után annak szíve, veséje még él (transzplantáció). Mi él hát, az ember vagy annak sejtjei? Gánti a chemoton elmélet segítségével feloldja ezt a problémát rámutatva, hogy az életnek hierarchikusan legalább kétféle szintje létezik. Mindkettő organizációs módja alapvetően chemoton organizáció, de az alsó szint rendszereinek elemei kémiai reakciók, a felső szint rendszereié viszont chemoton organizációjú élő rendszerek.