Hanya Karena Anda Bisa Tidak Berarti Anda Harus: Apa yang Dapat Dipelajari oleh Insinyur Genetika Dari Intelijen Data PlatoBlockchain 'Jurassic World'. Pencarian Vertikal. Ai.

Hanya Karena Anda Bisa Tidak Berarti Anda Harus: Apa yang Dapat Dipelajari oleh Insinyur Genetika Dari 'Jurassic World'

Dunia Jurassic: Dominion adalah hiburan Hollywood hiperbolik yang terbaik, dengan alur cerita penuh aksi yang menolak kenyataan menghalangi jalan cerita yang bagus. Namun seperti pendahulunya, ia menawarkan kisah peringatan yang mendasari keangkuhan teknologi yang sangat nyata.

Seperti yang saya bahas di buku saya Film dari Masa Depan, Steven Spielberg 1993 Taman jurassic, berdasarkan novel Michael Crichton tahun 1990, tidak segan-segan bergulat dengan bahaya kewirausahaan yang tak terkekang dan inovasi yang tidak bertanggung jawab. Para ilmuwan pada saat itu semakin dekat untuk dapat memanipulasi DNA di dunia nyata, dan baik buku maupun film menangkap kekhawatiran yang muncul bahwa mempermainkan Tuhan dengan kode genetik alam dapat menyebabkan konsekuensi yang menghancurkan. Ini terkenal ditangkap oleh salah satu protagonis film, Dr. Ian Malcolm, diperankan oleh Jeff Goldblum, saat ia menyatakan, "Ilmuwan Anda begitu sibuk dengan apakah mereka bisa, mereka tidak berhenti untuk berpikir jika mereka harus melakukannya."

Dalam iterasi terbaru dari Taman jurassic waralaba, masyarakat mulai menerima konsekuensi dari inovasi yang, paling-paling, disalahpahami. Sebuah litani "bisa" atas "harus" telah menyebabkan masa depan di mana dinosaurus yang dibangkitkan dan didesain ulang berkeliaran bebas, dan dominasi manusia sebagai spesies berada di bawah ancaman.

Inti dari film-film ini adalah pertanyaan-pertanyaan yang lebih relevan dari sebelumnya: Apakah para peneliti telah mempelajari pelajaran dari Taman jurassic dan cukup menutup kesenjangan antara "bisa" dan "harus"? Atau akankah sains dan teknologi manipulasi DNA terus melampaui konsensus tentang bagaimana menggunakannya secara etis dan bertanggung jawab?

[Embedded content]

(Re) merancang Genom

Draf pertama genom manusia diterbitkan dengan sangat meriah pada tahun 2001, menetapkan panggung bagi para ilmuwan untuk Baca baca, mendesain ulang, dan bahkan menulis ulang urutan genetik yang kompleks.

Namun, teknologi yang ada memakan waktu dan mahal, menempatkan manipulasi genetik di luar jangkauan banyak peneliti. Draf pertama genom manusia diperkirakan menelan biaya $ 300 juta, dan sekuens seluruh genom berikutnya hanya di bawah $100 juta—jumlah yang sangat mahal untuk semua kecuali kelompok penelitian yang paling didanai dengan baik. Karena teknologi yang ada disempurnakan dan yang baru datang online, bagaimanapun, lab yang lebih kecil—dan bahkan siswa dan Penghobi “Bio DIY”—bisa bereksperimen lebih bebas dengan membaca dan menulis kode genetik.

Laboratorium bio DIY dengan peralatan yang diatur di konter dan lemari menempel di dinding.
Anda dapat memanipulasi DNA dalam kenyamanan laboratorium bio DIY berbasis rumah Anda sendiri. Kredit Gambar: Mackenzie Cowell/Flickr, CC BY

Pada tahun 2005, bioengineer Drew Endy mengusulkan bahwa mungkin untuk bekerja dengan DNA cara yang sama seperti insinyur bekerja dengan komponen elektronik. Sama seperti desainer elektronik kurang peduli dengan fisika semikonduktor daripada dengan komponen yang bergantung pada mereka, Endy berpendapat bahwa seharusnya mungkin untuk membuat bagian berbasis DNA standar yang disebut "biobrick” yang dapat digunakan para ilmuwan tanpa perlu menjadi ahli dalam biologi yang mendasarinya.

Karya Endy dan yang lainnya adalah dasar dari bidang yang sedang berkembang biologi sintetik, yang menerapkan prinsip-prinsip rekayasa dan desain untuk manipulasi genetik.

Ilmuwan, insinyur, dan bahkan seniman mulai mendekati DNA sebagai kode biologis yang dapat didigitalkan, dimanipulasi, dan didesain ulang di dunia maya dengan cara yang sama seperti foto atau video digital. Ini pada gilirannya membuka pintu untuk memprogram ulang tanaman, mikroorganisme, dan jamur untuk menghasilkan obat-obatan farmasi dan lainnya zat bermanfaat. Ragi yang dimodifikasi, misalnya, menghasilkan rasa daging vegetarian Burger yang Mustahil.

Meskipun minat yang meningkat pada penyuntingan gen, penghalang terbesar bagi imajinasi dan visi para pionir awal biologi sintetik adalah kecepatan dan biaya teknologi penyuntingan.

Kemudian CRISPR mengubah segalanya.

Revolusi CRISPR

Pada tahun 2020, ilmuwan Jennifer Doudna dan Emanuelle Charpentier memenangkan Hadiah Nobel dalam bidang kimia untuk pekerjaan mereka pada teknologi pengeditan gen baru yang revolusioner yang memungkinkan para peneliti untuk secara tepat memotong dan mengganti urutan DNA di dalam gen: CRISPR.

CRISPR cepat, murah dan relatif mudah digunakan. Dan itu melepaskan imajinasi para pembuat kode DNA.

Lebih dari kemajuan sebelumnya dalam rekayasa genetika, CRISPR memungkinkan teknik dari pengkodean digital dan rekayasa sistem untuk diterapkan pada biologi. Pemupukan silang ide dan metode ini menghasilkan terobosan mulai dari penggunaan DNA untuk menyimpan data komputer untuk membuat 3D”Struktur origami DNA.

CRISPR juga membuka jalan bagi para ilmuwan untuk mengeksplorasi mendesain ulang seluruh spesies—termasuk membawa kembali hewan dari kepunahan.

Penggerak gen gunakan CRISPR untuk secara langsung memasukkan sepotong kode genetik ke dalam genom organisme dan memastikan bahwa sifat-sifat spesifik diwarisi oleh semua generasi berikutnya. Para ilmuwan saat ini sedang bereksperimen dengan teknologi ini untuk mengendalikan nyamuk pembawa penyakit.

[Embedded content]

Terlepas dari potensi manfaat teknologi, penggerak gen menimbulkan pertanyaan etis yang serius. Bahkan ketika diterapkan untuk menghilangkan ancaman kesehatan masyarakat seperti nyamuk, pertanyaan-pertanyaan ini tidak mudah dinavigasi. Mereka menjadi lebih kompleks ketika mempertimbangkan aplikasi hipotetis pada orang, seperti meningkatkan kinerja atletik di generasi mendatang.

Keuntungan Fungsi

Kemajuan dalam penyuntingan gen juga membuat perubahan genetik perilaku sel individu menjadi lebih mudah. Ini adalah inti dari teknologi biomanufaktur yang merekayasa ulang organisme sederhana untuk menghasilkan zat yang berguna mulai dari bahan bakar penerbangan untuk makanan aditif.

Ini juga menjadi pusat kontroversi seputar virus rekayasa genetika.

Sejak awal pandemi, ada desas-desus bahwa virus penyebab Covid-19 hasil eksperimen genetik salah. Sementara rumor ini tetap tidak berdasar, mereka telah memperbarui perdebatan seputar etika penelitian keuntungan-fungsi.

Tangan bersarung tangan memegang sampel biohazard di lab
Memodifikasi susunan genetik organisme dan patogen memiliki risiko dan manfaat. Sumber Gambar: Ars Electronica / Flickr, CC BY-NC-ND

Keuntungan-fungsi penelitian menggunakan teknik pengeditan DNA untuk mengubah cara organisme berfungsi, termasuk meningkatkan kemampuan virus untuk menyebabkan penyakit. Para ilmuwan melakukan ini untuk memprediksi dan mempersiapkan potensi mutasi dari virus yang ada yang meningkatkan kemampuannya untuk menyebabkan kerusakan. Namun, penelitian semacam itu juga meningkatkan kemungkinan virus yang ditingkatkan secara berbahaya dilepaskan di luar lab, baik secara tidak sengaja atau sengaja.

Pada saat yang sama, penguasaan para ilmuwan yang meningkat atas kode sumber biologis adalah yang memungkinkan mereka untuk mengembangkan vaksin mRNA Pfizer-BioNTech dan Moderna dengan cepat untuk memerangi COVID-19. Dengan merekayasa secara tepat kode genetik yang memerintahkan sel untuk memproduksi versi protein virus yang tidak berbahaya, vaksin mampu membuat sistem kekebalan tubuh merespons ketika bertemu virus yang sebenarnya.

Manipulasi Kode Sumber Biologis yang Bertanggung Jawab

Seperti Michael Crichton, tidak mungkin dia bisa membayangkan seberapa jauh kemampuan para ilmuwan untuk merekayasa biologi telah berkembang selama tiga dekade terakhir. Menghidupkan kembali spesies yang punah, sementara area penelitian aktif, tetap ada sangat sulit. Namun, dalam banyak hal, teknologi kami jauh lebih maju daripada yang ada di Taman jurassic dan film-film selanjutnya.

Tapi bagaimana kita lakukan di depan tanggung jawab?

Untungnya, pertimbangan sisi sosial dan etika dari penyuntingan gen telah berjalan seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan. Pada tahun 1975, para ilmuwan menyepakati pendekatan untuk memastikan bahwa penelitian DNA rekombinan yang muncul akan dilakukan dengan aman. Sejak awal, dimensi etika, hukum, dan sosial dari sains telah terprogram ke dalam Human Genome Project. Komunitas bio DIY telah menjadi yang terdepan penelitian penyuntingan gen yang aman dan bertanggung jawab. Dan tanggung jawab sosial merupakan bagian integral dari kompetisi biologi sintetis.

[Embedded content]

Namun ketika pengeditan gen menjadi semakin kuat dan dapat diakses, komunitas ilmuwan dan insinyur yang bermaksud baik tidak mungkin cukup. Selagi Taman jurassic film mengambil lisensi dramatis dalam penggambaran masa depan mereka, mereka mendapatkan satu hal yang benar: Bahkan dengan niat baik, hal-hal buruk terjadi ketika Anda menggabungkan teknologi yang kuat dengan para ilmuwan yang belum dilatih untuk memikirkan konsekuensi dari tindakan mereka—dan surga ' tidak berpikir untuk meminta ahli yang memiliki.

Mungkin ini adalah pesan abadi dari Dunia Jurassic: Dominion—bahwa terlepas dari kemajuan luar biasa dalam desain dan rekayasa genetika, hal-hal dapat dan akan salah jika kita tidak merangkul pengembangan dan penggunaan teknologi dengan cara yang bertanggung jawab secara sosial.

Kabar baiknya adalah kita masih punya waktu untuk menutup kesenjangan antara "bisa" dan "seharusnya" dalam cara para ilmuwan mendesain ulang dan merekayasa ulang kode genetik. Tetapi sebagai Dunia Jurassic: Dominion mengingatkan penonton bioskop, masa depan seringkali lebih dekat daripada yang terlihat.Percakapan

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Gambar Kredit: Mehmet Turgut Kirkgoz / Unsplash 

Stempel Waktu:

Lebih dari Hub Singularity