Мир юрского периода: Доминион это гиперболическое голливудское развлечение в своих лучших проявлениях, с насыщенной событиями сюжетной линией, которая не позволяет реальности мешать хорошей истории. Тем не менее, как и его предшественники, он предлагает поучительную историю о технологической гордыне, которая вполне реальна.
Как я обсуждаю в своей книге Фильмы из будущего, Стивен Спилберг, 1993 год. Jurassic Park, основанный на романе Майкла Крайтона 1990 года, не уклонился от борьбы с опасностями неограниченного предпринимательства и безответственных инноваций. В то время ученые приближались к возможности манипулировать ДНК в реальном мире, и и книга, и фильм отразили возникающие опасения, что игра Бога с генетическим кодом природы может привести к разрушительным последствиям. Это было классно запечатлено одним из главных героев фильма, доктором Иэном Малкольмом, которого сыграл Джефф Голдблюм, когда он заявил: «Ваши ученые были так озабочены тем, смогут ли они, что даже не задумались, стоит ли им это делать».
В последней итерации Jurassic Park франшиза, общество смиряется с последствиями нововведений, которые были в лучшем случае непродуманными. Перебор «можно» над «должен» привел к будущему, в котором воскресшие и переработанные динозавры свободно бродят, а господство человечества как вида находится под угрозой.
В основе этих фильмов лежат вопросы, актуальные как никогда: усвоили ли исследователи урок Jurassic Park и в достаточной степени сократил разрыв между «может» и «должен»? Или наука и технология манипуляций с ДНК по-прежнему будут опережать любой консенсус в отношении того, как использовать их этично и ответственно?
(Пере)дизайн генома
Первый набросок генома человека был опубликован с большой помпой в 2001 году, подготовив почву для ученых читать, переделывать и даже переписывать сложные генетические последовательности.
Однако существующие технологии отнимали много времени и были дорогими, что делало генетические манипуляции недоступными для многих исследователей. Первый проект генома человека стоил около $ 300 миллионови последующие полногеномные последовательности чуть менее 100 миллионов долларов — непомерная сумма для всех, кроме самых хорошо финансируемых исследовательских групп. По мере совершенствования существующих технологий и новые появились в сети, однако, небольшие лаборатории — и даже студенты и Любители «Сделай сам био»— могли более свободно экспериментировать с чтением и записью генетического кода.
В 2005 году биоинженер Дрю Энди предположил, что с ДНК можно работать так же, как инженеры работают с электронными компонентами. Так как разработчики электроники меньше заботятся о физике полупроводников, чем о компонентах, которые от них зависят, Энди утверждал, что должна быть возможность создавать стандартизированные детали на основе ДНК, называемые «биокирпичи», которые ученые могли бы использовать, не будучи экспертами в лежащей в их основе биологии.
Работы Энди и других авторов легли в основу формирующейся области синтетическая биология, которая применяет инженерные и дизайнерские принципы к генетическим манипуляциям.
Ученые, инженеры и даже художники начали подходить к ДНК как к биологическому коду, который можно оцифровывать, манипулировать и переделывать в киберпространстве почти так же, как цифровые фотографии или видео. Это, в свою очередь, открыло двери для перепрограммирования растений, микроорганизмов и грибов для производства фармацевтические препараты и другие полезные вещества. Модифицированные дрожжи, например, придают мясной вкус вегетарианским Невозможные бургеры.
Несмотря на растущий интерес к редактированию генов, самым большим препятствием для воображения и дальновидности пионеров синтетической биологии по-прежнему была скорость и стоимость технологий редактирования.
Затем CRISPR изменил все.
CRISPR-революция
В 2020 году ученые Дженнифер Дудна и Эмануэль Шарпантье выиграли Нобелевская премия по химии за их работу над новой революционной технологией редактирования генов, которая позволяет исследователям точно вырезать и заменять последовательности ДНК в генах: CRISPR.
CRISPR был быстрым, дешевым и относительно простым в использовании. И это дало волю воображению кодировщиков ДНК.
Больше, чем любой предыдущий прогресс в генной инженерии, CRISPR позволил применить методы цифрового кодирования и системной инженерии к биологии. Это взаимное обогащение идеями и методами привело к прорывам, начиная от использования ДНК для хранения компьютерных данных к созданию 3D»Структуры ДНК-оригами.
CRISPR также открыл ученым путь для изучения переделки целых видов, в том числе возродить вымерших животных.
Генные диски использовать CRISPR для прямой вставки фрагмента генетического кода в геном организма и гарантировать, что определенные черты будут унаследованы всеми последующими поколениями. Ученые в настоящее время экспериментируют с этой технологией, чтобы борьба с комарами-переносчиками болезней.
Несмотря на потенциальные преимущества технологии, генные драйвы вызывают серьезные этические вопросы. Даже применительно к устранению угроз общественному здоровью, таких как комары, эти вопросы не легко ориентироваться. Они становятся еще более сложными при рассмотрении гипотетических приложений у людей, таких как повышение спортивных результатов у будущих поколений.
Усиление функции
Достижения в области редактирования генов также упростили генетические изменения поведения отдельных клеток. Это в основе технологии биопроизводства которые реконструируют простые организмы для производства полезных веществ, начиная от авиационное топливо в пищевые добавки.
Он также находится в центре споров вокруг генетически модифицированных вирусов.
С начала пандемии ходили слухи, что вирус, вызывающий Covid-19, возник в результате неудачных генетических экспериментов. Пока эти слухи оставаться необоснованным, они возобновили дебаты вокруг этика исследований с получением функциональности.
Усиление функции в исследованиях используются методы редактирования ДНК, чтобы изменить функционирование организмов, в том числе увеличить способность вирусов вызывать заболевания. Ученые делают это, чтобы предсказать и подготовиться к потенциальным мутациям существующих вирусов, которые увеличивают их способность причинять вред. Однако такие исследования также повышают вероятность того, что опасный усиленный вирус будет выпущен за пределы лаборатории случайно или преднамеренно.
В то же время возрастающее владение учеными биологическим исходным кодом позволило им быстро разработать мРНК-вакцины Pfizer-BioNTech и Moderna для борьбы с COVID-19. Точно формируя генетический код, который инструктирует клетки производить безвредные версии вирусных белков, вакцины способны активировать иммунную систему, чтобы реагировать, когда она сталкивается с настоящим вирусом.
Ответственное обращение с биологическим исходным кодом
Каким бы дальновидным ни был Майкл Крайтон, маловероятно, что он мог предвидеть, насколько далеко продвинулись способности ученых в области инженерии биологии за последние три десятилетия. Возвращение вымерших видов, в то время как активная область исследований, остается чертовски сложно. Однако во многих отношениях наши технологии значительно продвинулись вперед, чем в Jurassic Park и последующие фильмы.
Но что мы сделали на фронте ответственности?
К счастью, рассмотрение социальной и этической стороны редактирования генов шло рука об руку с развитием науки. В 1975 году ученые согласованные подходы обеспечить безопасное проведение новых исследований в области рекомбинантной ДНК. С самого начала этические, юридические и социальные аспекты науки были жестко встроены в Проект генома человека. Биосообщества DIY были в авангарде безопасные и ответственные исследования по редактированию генов. И социальная ответственность является неотъемлемой частью соревнования по синтетической биологии.
Однако по мере того, как редактирование генов становится все более мощным и доступным, сообщества ученых и инженеров, действующих из лучших побуждений, вряд ли будет достаточно. В то время как Jurassic Park Фильмы драматически изображают будущее, но в одном они правы: даже с добрыми намерениями плохие вещи случаются, когда вы смешиваете мощные технологии с учеными, которые не были обучены продумывать последствия своих действий — и не не думал спросить экспертов, которые имеют.
Может быть, это неизменное послание Мир юрского периода: Доминион— что, несмотря на невероятные достижения в генетическом дизайне и инженерии, все может пойти и пойдет не так, если мы не воспользуемся развитием и использованием технологии социально ответственными способами.
Хорошая новость заключается в том, что у нас еще есть время сократить разрыв между «может» и «должен» в том, как ученые реконструируют и реинжинирингуют генетический код. Но, как Мир юрского периода: Доминион напоминает кинозрителям, будущее часто ближе, чем может показаться.
Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
Изображение Фото: Мехмет Тургут Киркгоз / Unsplash
