Ακριβώς επειδή μπορείς δεν σημαίνει ότι πρέπει: Τι μπορούν να μάθουν οι γενετικοί μηχανικοί από το "Jurassic World"

Jurassic World: Κυριαρχία είναι μια υπερβολική χολιγουντιανή ψυχαγωγία στα καλύτερά της, με μια ιστορία γεμάτη δράση που αρνείται να αφήσει την πραγματικότητα να εμποδίσει μια καλή ιστορία. Ωστόσο, όπως και οι προκάτοχοί του, προσφέρει μια υποκείμενη προειδοποιητική ιστορία τεχνολογικής ύβρεως που είναι πολύ αληθινή.

Όπως συζητώ στο βιβλίο μου Ταινίες από το μέλλον, 1993 του Στίβεν Σπίλμπεργκ Τζουράσικ Παρκ, βασισμένο στο μυθιστόρημα του Michael Crichton του 1990, δεν απέφυγε να αντιμετωπίσει τους κινδύνους της απεριόριστης επιχειρηματικότητας και της ανεύθυνης καινοτομίας. Οι επιστήμονες εκείνη την εποχή πλησίαζαν όλο και περισσότερο στο να μπορούν να χειριστούν το DNA στον πραγματικό κόσμο και τόσο το βιβλίο όσο και η ταινία κατέγραψαν αναδυόμενες ανησυχίες ότι το να παίξεις τον Θεό με τον γενετικό κώδικα της φύσης θα μπορούσε να οδηγήσει σε καταστροφικές συνέπειες. Αυτό αποτυπώθηκε περίφημα από έναν από τους πρωταγωνιστές της ταινίας, τον Δρ Ίαν Μάλκολμ, τον οποίο υποδύεται ο Τζεφ Γκόλντμπλουμ, όπως δήλωσε, «Οι επιστήμονές σας ήταν τόσο απασχολημένοι με το αν θα μπορούσαν, που δεν σταμάτησαν να σκεφτούν αν θα έπρεπε».

Στην τελευταία επανάληψη του Τζουράσικ Παρκ franchise, η κοινωνία συμβιβάζεται με τις συνέπειες των καινοτομιών που, στην καλύτερη περίπτωση, ήταν κακοσχεδιασμένες. Μια λιτανεία από «μπορεί» πάνω από «πρέπει» έχει οδηγήσει σε ένα μέλλον στο οποίο αναστημένοι και επανασχεδιασμένοι δεινόσαυροι περιφέρονται ελεύθεροι και η κυριαρχία της ανθρωπότητας ως είδος απειλείται.

Στο επίκεντρο αυτών των ταινιών βρίσκονται ερωτήματα που είναι πιο επίκαιρα από ποτέ: Έμαθαν οι ερευνητές το μάθημα του Τζουράσικ Παρκ και έκλεισε επαρκώς το χάσμα μεταξύ «θα μπορούσε» και «θα έπρεπε»; Ή μήπως η επιστήμη και η τεχνολογία της χειραγώγησης DNA θα συνεχίσουν να ξεπερνούν κάθε συναίνεση σχετικά με τον τρόπο χρήσης τους με ηθική και υπευθυνότητα;

[Ενσωματωμένο περιεχόμενο]

(Επανα)σχεδιασμός του Γονιδιώματος

Το πρώτο σχέδιο του ανθρώπινου γονιδιώματος δημοσιεύτηκε με μεγάλη θαυμασμό το 2001, δημιουργώντας τις βάσεις για τους επιστήμονες ανάγνωση, επανασχεδιασμό, ακόμη και να ξαναγράψει πολύπλοκες γενετικές αλληλουχίες.

Ωστόσο, οι υπάρχουσες τεχνολογίες ήταν χρονοβόρες και δαπανηρές, θέτοντας τη γενετική χειραγώγηση απρόσιτη για πολλούς ερευνητές. Το πρώτο σχέδιο του ανθρώπινου γονιδιώματος στοίχισε περίπου $ 300 εκατομμύρια, και επακόλουθες αλληλουχίες ολόκληρου του γονιδιώματος λίγο κάτω από τα 100 εκατομμύρια δολάρια—ένα απαγορευτικό ποσό για όλες εκτός από τις πιο καλά χρηματοδοτούμενες ερευνητικές ομάδες. Καθώς οι υπάρχουσες τεχνολογίες βελτιώθηκαν και νέα ήρθαν στο διαδίκτυο, ωστόσο, μικρότερα εργαστήρια — και μάλιστα φοιτητές και Χομπίστες «DIY bio».— θα μπορούσε να πειραματιστεί πιο ελεύθερα με την ανάγνωση και τη γραφή γενετικού κώδικα.

Το 2005, ο βιομηχανικός Drew Endy πρότεινε ότι θα πρέπει να είναι δυνατή η εργασία με το DNA με τον ίδιο τρόπο που οι μηχανικοί εργάζονται με ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Καθώς οι σχεδιαστές ηλεκτρονικών ειδών ενδιαφέρονται λιγότερο για τη φυσική των ημιαγωγών παρά για τα εξαρτήματα που βασίζονται σε αυτούς, ο Έντι υποστήριξε ότι θα πρέπει να είναι δυνατή η δημιουργία τυποποιημένων εξαρτημάτων που βασίζονται σε DNA που ονομάζονται «βιοτουβλάκια" που οι επιστήμονες θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν χωρίς να χρειάζεται να είναι ειδικοί στην υποκείμενη βιολογία τους.

Το έργο του Endy και άλλων ήταν θεμελιώδες για τον αναδυόμενο τομέα συνθετική βιολογία, το οποίο εφαρμόζει αρχές μηχανικής και σχεδιασμού στη γενετική χειραγώγηση.

Επιστήμονες, μηχανικοί, ακόμα και καλλιτέχνες άρχισε να προσεγγίζει το DNA ως έναν βιολογικό κώδικα που θα μπορούσε να ψηφιοποιηθεί, να χειραγωγηθεί και να επανασχεδιαστεί στον κυβερνοχώρο με τον ίδιο σχεδόν τρόπο όπως οι ψηφιακές φωτογραφίες ή τα βίντεο. Αυτό με τη σειρά του άνοιξε την πόρτα στον επαναπρογραμματισμό φυτών, μικροοργανισμών και μυκήτων για παραγωγή φαρμακευτικά φάρμακα και άλλες χρήσιμες ουσίες. Η τροποποιημένη μαγιά, για παράδειγμα, παράγει την κρεατική γεύση της χορτοφαγικής Αδύνατο Burgers.

Παρά το αυξανόμενο ενδιαφέρον για την επεξεργασία γονιδίων, το μεγαλύτερο εμπόδιο στη φαντασία και το όραμα των πρώτων πρωτοπόρων της συνθετικής βιολογίας ήταν ακόμα η ταχύτητα και το κόστος των τεχνολογιών επεξεργασίας.

Τότε CRISPR άλλαξε τα πάντα.

Η επανάσταση του CRISPR

Το 2020, οι επιστήμονες Jennifer Doudna και Emanuelle Charpentier κέρδισαν το Βραβείο Νόμπελ Χημείας για την εργασία τους σε μια επαναστατική νέα τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων που επιτρέπει στους ερευνητές να αποκόψουν και να αντικαταστήσουν με ακρίβεια τις αλληλουχίες DNA μέσα στα γονίδια: το CRISPR.

Το CRISPR ήταν γρήγορο, φθηνό και σχετικά εύκολο στη χρήση. Και απελευθέρωσε τη φαντασία των κωδικοποιητών DNA.

Περισσότερο από κάθε προηγούμενη πρόοδο στη γενετική μηχανική, το CRISPR επέτρεψε την εφαρμογή τεχνικών από την ψηφιακή κωδικοποίηση και τη μηχανική συστημάτων στη βιολογία. Αυτή η αλληλογονιμοποίηση ιδεών και μεθόδων οδήγησε σε ανακαλύψεις που κυμαίνονται από τη χρήση DNA για την αποθήκευση δεδομένων υπολογιστή για τη δημιουργία 3D "Δομές DNA origami»..

Το CRISPR άνοιξε επίσης το δρόμο για τους επιστήμονες να εξερευνήσουν τον επανασχεδιασμό ολόκληρων ειδών, συμπεριλαμβανομένων επαναφέροντας τα ζώα από την εξαφάνιση.

Γονιδιακές κινήσεις χρησιμοποιήστε το CRISPR για να εισάγετε απευθείας ένα κομμάτι γενετικού κώδικα στο γονιδίωμα ενός οργανισμού και να διασφαλίσετε ότι συγκεκριμένα χαρακτηριστικά κληρονομούνται από όλες τις επόμενες γενιές. Οι επιστήμονες πειραματίζονται επί του παρόντος με αυτήν την τεχνολογία για να ελέγχουν τα κουνούπια που μεταφέρουν ασθένειες.

[Ενσωματωμένο περιεχόμενο]

Παρά τα πιθανά οφέλη της τεχνολογίας, οι γονιδιακές κινήσεις εγείρουν σοβαρά ηθικά ερωτήματα. Ακόμη και όταν εφαρμόζεται σε καθαρές απειλές για τη δημόσια υγεία όπως τα κουνούπια, αυτές οι ερωτήσεις δεν είναι εύκολο να πλοηγηθούν. Γίνονται ακόμη πιο περίπλοκα όταν εξετάζουμε υποθετικές εφαρμογές σε ανθρώπους, όπως π.χ αύξηση της αθλητικής απόδοσης στις επόμενες γενιές.

Κέρδος Λειτουργίας

Η πρόοδος στη γονιδιακή επεξεργασία έχει επίσης διευκολύνει τη γενετική αλλαγή της συμπεριφοράς μεμονωμένων κυττάρων. Αυτό βρίσκεται στην καρδιά του τεχνολογίες βιοκατασκευής που ανασχεδιάζουν απλούς οργανισμούς για να παράγουν χρήσιμες ουσίες που κυμαίνονται από καύσιμα αεροπορίας προς την πρόσθετα τροφίμων.

Βρίσκεται επίσης στο επίκεντρο των διαφωνιών γύρω από τους γενετικά τροποποιημένους ιούς.

Από την αρχή της πανδημίας, υπήρξαν φήμες ότι ο ιός που προκαλεί τον Covid-19 προήλθε από γενετικά πειράματα πήγε στραβά. Ενώ αυτές οι φήμες παραμένουν αβάσιμες, έχουν ανανεώσει τη συζήτηση γύρω από το ηθική της έρευνας κέρδους λειτουργίας.

Κέρδος λειτουργίας Η έρευνα χρησιμοποιεί τεχνικές επεξεργασίας DNA για να αλλάξει τον τρόπο λειτουργίας των οργανισμών, συμπεριλαμβανομένης της αύξησης της ικανότητας των ιών να προκαλούν ασθένειες. Οι επιστήμονες το κάνουν αυτό για να προβλέψουν και να προετοιμαστούν για πιθανές μεταλλάξεις υπαρχόντων ιών που αυξάνουν την ικανότητά τους να προκαλούν βλάβη. Ωστόσο, μια τέτοια έρευνα εγείρει επίσης την πιθανότητα απελευθέρωσης ενός επικίνδυνα ενισχυμένου ιού εκτός εργαστηρίου, είτε κατά λάθος είτε εσκεμμένα.

Την ίδια στιγμή, η αυξανόμενη κυριαρχία των επιστημόνων στον βιολογικό πηγαίο κώδικα είναι αυτό που τους επέτρεψε αναπτύξει γρήγορα τα εμβόλια Pfizer-BioNTech και Moderna mRNA για την καταπολέμηση του COVID-19. Κατασκευάζοντας επακριβώς τον γενετικό κώδικα που καθοδηγεί τα κύτταρα να παράγουν αβλαβείς εκδόσεις ιικών πρωτεϊνών, τα εμβόλια είναι σε θέση να ενεργοποιήσουν το ανοσοποιητικό σύστημα ώστε να ανταποκριθεί όταν συναντήσει τον πραγματικό ιό.

Υπεύθυνος Βιολογικός Πηγαίος Κώδικας Χειρισμός

Καθώς ήταν προληπτικός ο Michael Crichton, είναι απίθανο να μπορούσε να φανταστεί πόσο έχουν προχωρήσει οι ικανότητες των επιστημόνων να σχεδιάζουν τη βιολογία τις τελευταίες τρεις δεκαετίες. Επαναφορά εξαφανισμένων ειδών, ενώ ενεργός τομέας έρευνας, παραμένει διαβολικά δύσκολο. Ωστόσο, από πολλές απόψεις, οι τεχνολογίες μας είναι πολύ πιο προχωρημένες από αυτές που υπάρχουν Τζουράσικ Παρκ και τις επόμενες ταινίες.

Αλλά πώς τα καταφέραμε στο μέτωπο της ευθύνης;

Ευτυχώς, η εξέταση της κοινωνικής και ηθικής πλευράς της γονιδιακής επεξεργασίας έχει πάει χέρι-χέρι με την ανάπτυξη της επιστήμης. Το 1975, οι επιστήμονες συμφωνήθηκαν προσεγγίσεις να διασφαλιστεί ότι η αναδυόμενη έρευνα ανασυνδυασμένου DNA θα πραγματοποιηθεί με ασφάλεια. Από την αρχή, οι ηθικές, νομικές και κοινωνικές διαστάσεις της επιστήμης ήταν ενσωματωμένες Πρόγραμμα ανθρώπινου γονιδιώματος. Οι βιολογικές κοινότητες DIY ήταν στην πρώτη γραμμή ασφαλής και υπεύθυνη έρευνα γονιδιακής επεξεργασίας. Και η κοινωνική ευθύνη είναι αναπόσπαστο στοιχείο διαγωνισμούς συνθετικής βιολογίας.

[Ενσωματωμένο περιεχόμενο]

Ωστόσο, καθώς η γονιδιακή επεξεργασία γίνεται όλο και πιο ισχυρή και προσβάσιμη, μια κοινότητα καλοπροαίρετων επιστημόνων και μηχανικών είναι απίθανο να είναι επαρκής. Ενώ το Τζουράσικ Παρκ οι ταινίες παίρνουν δραματική άδεια στην απεικόνιση του μέλλοντος, έχουν ένα πράγμα σωστά: Ακόμα και με καλές προθέσεις, συμβαίνουν άσχημα πράγματα όταν αναμειγνύεις ισχυρές τεχνολογίες με επιστήμονες που δεν έχουν εκπαιδευτεί να σκέφτονται τις συνέπειες των πράξεών τους - και καταφύγιο σκέφτηκα να ρωτήσω ειδικούς που έχουν.

Ίσως αυτό είναι το διαρκές μήνυμα του Jurassic World: Κυριαρχία—ότι παρά τις απίστευτες προόδους στον γενετικό σχεδιασμό και τη μηχανική, τα πράγματα μπορούν και θα πάνε στραβά εάν δεν ενστερνιστούμε την ανάπτυξη και τη χρήση της τεχνολογίας με κοινωνικά υπεύθυνους τρόπους.

Τα καλά νέα είναι ότι έχουμε ακόμα χρόνο για να κλείσουμε το χάσμα μεταξύ «θα μπορούσε» και «πρέπει» στον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες επανασχεδιάζουν και ανασχεδιάζουν τον γενετικό κώδικα. Αλλά όπως Jurassic World: Κυριαρχία υπενθυμίζει στους κινηματογραφόφιλους, το μέλλον είναι συχνά πιο κοντά από ό,τι φαίνεται.

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Image Credit: Mehmet Turgut Kirkgoz / Unsplash