Jurski svet: Dominion je hiperbolična hollywoodska zabava v najboljšem primeru z akcijsko zgodbo, ki ne dovoli, da bi resničnost ovirala dobro zgodbo. Vendar tako kot njegovi predhodniki ponuja temeljno svarilo o tehnološki prevzetnosti, ki je zelo resnična.
Kot razpravljam v svoji knjigi Filmi iz prihodnosti, Steven Spielberg 1993 Jurassic Park, ki temelji na romanu Michaela Crichtona iz leta 1990, se ni ustrašil spopadanja z nevarnostmi neomejenega podjetništva in neodgovornega inoviranja. Takratni znanstveniki so bili vse bližje temu, da bi lahko manipulirali z DNK v resničnem svetu, tako knjiga kot film sta zajela nastajajoče pomisleke, da bi lahko igranje Boga z genetsko kodo narave povzročilo uničujoče posledice. To je slavno ujel eden od protagonistov filma, dr. Ian Malcolm, ki ga igra Jeff Goldblum, ko je izjavil: "Vaši znanstveniki so bili tako obsedeni s tem, ali bi lahko, da niso pomislili, ali bi morali."
V zadnji ponovitvi Jurassic Park franšize se družba sooča s posledicami inovacij, ki so bile v najboljšem primeru nedomišljene. Litanija "lahko" nad "bi moralo" je vodila v prihodnost, v kateri obujeni in preoblikovani dinozavri prosto tavajo, prevlada človeštva kot vrste pa je ogrožena.
V središču teh filmov so vprašanja, ki so pomembnejša kot kdaj koli prej: ali so se raziskovalci naučili lekcije Jurassic Park in dovolj zapolnil vrzel med "bi lahko" in "bi moral"? Ali pa bosta znanost in tehnologija manipulacije DNK še naprej prehitevali kakršno koli soglasje o tem, kako jih uporabljati etično in odgovorno?
(Pre)oblikovanje genoma
Prvi osnutek človeškega genoma je bil objavljen ob velikem pompu leta 2001, kar je znanstvenikom omogočilo preberite, preoblikovati in celo prepisati kompleksna genetska zaporedja.
Vendar so bile obstoječe tehnologije dolgotrajne in drage, zaradi česar so bile genetske manipulacije mnogim raziskovalcem nedosegljive. Prvi osnutek človeškega genoma je stal približno $ 300 milijonov, in kasnejših zaporedij celotnega genoma nekaj manj kot 100 milijonov dolarjev – previsok znesek za vse raziskovalne skupine, razen za najbolj dobro financirane. Ko so bile obstoječe tehnologije izpopolnjene in novi so prišli na spletvendar pa manjši laboratoriji – in celo študenti in "DIY bio" hobisti— bi lahko svobodneje eksperimentirali z branjem in pisanjem genetske kode.
Leta 2005 je bioinženir Drew Endy predlagal, da bi bilo mogoče delati z DNK. enako kot inženirji delajo z elektronskimi komponentami. Ker se oblikovalci elektronike manj ukvarjajo s fiziko polprevodnikov kot s komponentami, ki so odvisne od njih, je Endy trdil, da bi moralo biti mogoče ustvariti standardizirane dele na osnovi DNK, imenovane "bioopeke«, ki bi jih znanstveniki lahko uporabili, ne da bi morali biti strokovnjaki za svojo biologijo.
Delo Endyja in drugih je bilo temelj nastajajočega področja sintetična biologija, ki uporablja inženirske in oblikovalske principe za gensko manipulacijo.
Znanstveniki, inženirji in celo umetniki DNK začeli obravnavati kot biološko kodo, ki jo je mogoče digitalizirati, manipulirati in preoblikovati v kibernetskem prostoru na skoraj enak način kot digitalne fotografije ali videe. To pa je odprlo vrata reprogramiranju rastlin, mikroorganizmov in gliv za proizvodnjo farmacevtska zdravila in drugih uporabne snovi. Modificiran kvas, na primer, povzroči mesni okus vegetarijanca Nemogoči burgerji.
Kljub naraščajočemu zanimanju za urejanje genov sta bila največja ovira za domišljijo in vizijo zgodnjih pionirjev sintetične biologije še vedno hitrost in stroški tehnologij urejanja.
Potem CRISPR spremenil vse.
Revolucija CRISPR
Leta 2020 sta zmagali znanstvenici Jennifer Doudna in Emanuelle Charpentier Nobelova nagrada za kemijo za njihovo delo na revolucionarni novi tehnologiji za urejanje genov, ki raziskovalcem omogoča natančno izrezovanje in zamenjavo zaporedij DNK v genih: CRISPR.
CRISPR je bil hiter, poceni in relativno enostaven za uporabo. In sprostilo je domišljijo kodirnikov DNK.
Bolj kot kateri koli prejšnji napredek v genskem inženirstvu je CRISPR omogočil uporabo tehnik digitalnega kodiranja in sistemskega inženiringa v biologiji. To navzkrižno oploditev idej in metod je vodilo do prebojev, ki segajo od uporabe DNK za shranjevanje računalniških podatkov za ustvarjanje 3D"Strukture DNK origami.
CRISPR je tudi odprl pot znanstvenikom za raziskovanje preoblikovanja celotnih vrst – vključno z vračanje živali pred izumrtje.
Genski pogoni uporabite CRISPR, da neposredno vstavite del genetske kode v genom organizma in zagotovite, da specifične lastnosti podedujejo vse naslednje generacije. Znanstveniki trenutno eksperimentirajo s to tehnologijo zatiranje komarjev, ki prenašajo bolezni.
Kljub možnim koristim tehnologije genski pogoni sprožajo resna etična vprašanja. Tudi če se uporablja za odstranjevanje nevarnosti za javno zdravje, kot so komarji, po teh vprašanjih ni lahko krmariti. Še bolj se zapletejo, ko razmišljamo o hipotetičnih aplikacijah pri ljudeh, kot je npr povečanje atletske uspešnosti prihodnjih generacij.
Pridobitev funkcije
Napredek pri urejanju genov je olajšal tudi genetsko spreminjanje obnašanja posameznih celic. To je v središču tehnologije bioproizvodnje ki preoblikujejo preproste organizme za proizvodnjo uporabnih snovi, od letalsko gorivo do aditive za živila.
Je tudi v središču polemik v zvezi z gensko spremenjenimi virusi.
Od začetka pandemije se pojavljajo govorice, da je virus, ki povzroča covid-19, posledica napačnih genetskih poskusov. Medtem ko te govorice ostanejo neutemeljeni, so obnovili razpravo o etika raziskovanja pridobitve funkcije.
Povečanje funkcije raziskave uporabljajo tehnike urejanja DNK za spreminjanje delovanja organizmov, vključno s povečanjem sposobnosti virusov, da povzročajo bolezni. Znanstveniki to počnejo, da predvidijo in se pripravijo na morebitne mutacije obstoječih virusov, ki povečajo njihovo sposobnost povzročanja škode. Vendar pa takšne raziskave odpirajo tudi možnost, da se nevarno okrepljen virus sprosti zunaj laboratorija, bodisi po naključju bodisi namerno.
Hkrati pa jim je to omogočilo vse večje obvladovanje biološke izvorne kode znanstvenikov hitro razviti cepivi Pfizer-BioNTech in Moderna mRNA za boj proti COVID-19. Z natančnim inženiringom genetske kode, ki celicam daje navodila za proizvodnjo neškodljivih različic virusnih beljakovin, lahko cepiva pripravijo imunski sistem, da se odzove, ko naleti na dejanski virus.
Odgovorno manipuliranje z biološko izvorno kodo
Čeprav je bil Michael Crichton daljnosežen, je malo verjetno, da bi si lahko predstavljal, kako daleč so v zadnjih treh desetletjih napredovale sposobnosti znanstvenikov za inženirsko biologijo. Vrnitev izumrlih vrst, čeprav aktivno raziskovalno področje, ostaja hudičevo težko. Vendar pa so naše tehnologije v mnogih pogledih bistveno dlje od tistih v Jurassic Park in kasnejših filmov.
Toda kako smo se odrezali na fronti odgovornosti?
Na srečo je šlo upoštevanje družbene in etične strani urejanja genov z roko v roki z razvojem znanosti. Leta 1975 so znanstveniki dogovorili o pristopih zagotoviti, da bodo nastajajoče raziskave rekombinantne DNK izvedene varno. Od samega začetka so bile etične, pravne in družbene razsežnosti znanosti trdno vpete v Projekt človeškega genoma. Biološke skupnosti DIY so bile v ospredju varne in odgovorne raziskave urejanja genov. In družbena odgovornost je sestavni del tekmovanja iz sintezne biologije.
Ker postaja urejanje genov vse močnejše in dostopnejše, skupnost dobronamernih znanstvenikov in inženirjev verjetno ne bo zadostovala. Medtem ko je Jurassic Park filmi dramatično popuščajo pri upodobitvi prihodnosti, eno stvar razumejo prav: tudi z dobrimi nameni se zgodijo slabe stvari, ko zmešate zmogljive tehnologije z znanstveniki, ki niso bili usposobljeni za razmišljanje o posledicah svojih dejanj – in zatočišče. nisem pomislil, da bi vprašal strokovnjake, ki so.
Morda je to trajno sporočilo Jurski svet: Dominion— da kljub neverjetnemu napredku v genskem oblikovanju in inženiringu stvari lahko in bodo šle narobe, če ne bomo sprejeli razvoja in uporabe tehnologije na družbeno odgovoren način.
Dobra novica je, da imamo še vedno čas, da zapolnimo vrzel med "bi lahko" in "bi morali" v tem, kako znanstveniki preoblikujejo in preoblikujejo genetsko kodo. Ampak kot Jurski svet: Dominion filmske gledalce spominja, da je prihodnost pogosto bližje, kot se zdi.
Ta članek je ponovno objavljen Pogovor pod licenco Creative Commons. Preberi Originalni članek.
Kreditno slike: Mehmet Turgut Kirkgoz / Unsplash
