Esimene bioloogiline teleportaator asub Synthetic Genomics Inc. laboris. (SGI), mis asub San Diegos hoone esimesel korrusel ja näeb välja nagu suur seadmete käru.
Tegelikkuses on see seade väikeste masinate ja laborirobotite kogum - kokku ühendatud moodustavad nad ühe suure seadme. See on võimeline tegema midagi enneolematut, nimelt edastama viiruste printimiseks digitaalset koodi.
Möödunud aastal lõppfaasi jõudnud katseseerias saatsid SGI teadlased hoonest mujalt geneetiliste juhiste komplekte, et kopeerida tavaliste gripiviiruste DNA automaatselt. Samamoodi valmistasid nad töötava bakteriofaagi (viirus, mis nakatab baktereid).
Kuigi see ei ole esimene kord, kui viirus tehakse DNA osadest, luuakse esmakordselt viirus automaatrežiimis ilma käsitsi toiminguteta.
"Digitaalsest bioloogiliseks muunduriks" nimetatud seadet demonstreeriti mais. Siiani on see ainult prototüüp, kuid tulevikus võiksid sellised vahendid edastada bioloogilist teavet epideemiate kohalt otse vaktsiinitootjatele või "printida" isikupäraseid ravimeid nõudmisel otse patsiendi asukohas.
"Juba kümme aastat oleme unistanud, et saaksime eluvorme faksida," ütleb Juan Henriquez SGI-sse investeerinud riskikapitalifirmast Excel Ventus. Ta näeb ette uut tööstusrevolutsiooni, mis põhineb sama suurel digitaalsel bioloogilisel muunduril kui kunagi varem puuvillakorjaja toodetud revolutsioon.
Dissidentlik bioloog Craig Venter, kes rajas 2005. aastal sünteetilise genoomika (ehkki ta enam selle igapäevastes tegevustes ei osale), soovitab eluvormide planeetidevahelise edasiandmise võimalust.
"Ta arutas seda Elon Muskiga," ütleb SGI DNA-tehnoloogia asepresident Dan Gibson.
Reklaamvideo:
Gripiviirused
Erinevalt Craig Venterist, kes on kuulus suurte avalduste ja ambitsioonikate plaanide poolest, on Gibson bioloogide seas tuntud oma osaluse tõttu Gibsoni assamblees - reaktsioonis, mis sulatab laboris saadud väikesed DNA tükid suuremateks geenideks.
SGI digitaalne-bioloogilise muunduri keskmes on kaubanduslik DNA-printer BioXP 3200. Kui Gibson kontoris konverterile sõnumi saadab, alustab see tööd eelnevalt laaditud kemikaalide abil. Me saadaksime sellise sõnumi kõikjalt.
Mai lõpus avalikustas Gibsoni meeskond, kuidas nad kasutasid printerit DNA, RNA, valkude ja viiruste loomiseks "automaatselt digitaalselt edastatud DNA järjestustest inimese sekkumiseta".
Töö digitaalsest bioloogilisse muundurisse algas 2013. aastal, kui SGI ja ravimitootja Novartis viisid läbi katse, et teada saada, kas gripiepideemia andmeid saab kasutada vaktsiinitootmises kasutatavate seemneviiruste kiireks loomiseks.
Kontrollivõimalus avanes selle aasta märtsis, kui hiinlased teatasid gripiviiruse H7N9 epideemiast ja tegid oma DNA järjestuse avalikult kättesaadavaks. (Gripitüübi nimetuses olevad H ja N viitavad hemaglutiniinile ja neuraminidaasile, viiruse väliskihil olevatele valkudele, mille inimese immuunsüsteem ära tunneb.) "See oli lihavõttepühapäev," meenutab Gibson, "kui sain meili viiruspaanika kohta Hiinas. linnugripp H7N9. Seega suutsime DNA järjestuse kätte saada väga kiiresti."
Kaks päeva hiljem sünteesis SGI DNA-printeril proovideta juurdepääsu ja ainult digitaalsete järjestustega H- ja N-valgu geenid. Need DNA-ahelad saadeti Novartisele, kus nad lõid tootmiseks uut geneetilist teavet sisaldava viirusetüve vaktsiinid. See oli siis, kui digitaalse-bioloogilise muunduri idee sai reaalsuseks, ütles Gibson. "Ma ütlesin, kas me saame selle kõik ühte kasti panna?" Meenutab ta.
Gibson loodab seadmega luua tulutoova ettevõtte. "Kujutage ette," ütleb ta, "et Atlanta nakkushaiguste tõrje ja ennetamise keskus dešifreerib epideemiat ähvardava haiguse nagu Ebola antikeha geneetilise teabe. Seda koodi saab saata muunduritele üle kogu maailma ja vastumürgi tootmine võib alata. Usun, et see on võimalik lähitulevikus."
Veaprobleemid
Sama hämmastav kui võime programmeerida elu ja levitada seda kaugelt, on bioloogilise teleportatsiooni kasulikkus endiselt arutelu küsimus. Väikese seemneviiruse kogumine on oluline, kuid see on vaid üks samm kogu riigis käegakatsutavate koguste vaktsiini tootmise suunas. Gripivõtetest leitud nõrgestatud viirused tuleb kasvatada triljonites kana munades - hoolikalt kavandatud protsess, mis võtab kuus kuud.
„SGI muunduri poolt toodetud DNA ahelad on endiselt altid vigadele või juhuslikele mutatsioonidele. Need mutatsioonid on lubamatult suured … vaktsiinide või ravimite tootmiseks,”kirjutab Alberta ülikooli viroloog David Evans.
Ja siiski, Evansi sõnul: "Kuigi igas etapis on vähe uudsust, on funktsionaalse DNA tootmiseks kokku pandud etapid üsna muljetavaldavad … Lahendage veaprobleem ja teil on seade, mida kõik soovivad."
Gibson ütleb, et ta otsib veaprobleemile lahendust ja üritab ka muundurit vastuvõetava suurusega vähendada. Nüüd võtab seade Fiat 500 auto mahtu.
Panspermia
SGI pole veel elu trükkinud - enamik biolooge ei pea viiruseid elusaks. Kuid ettevõte saab sellele läheneda. 2016. aastal teatas SGI "minimaalse raku" loomisest - kõige väiksema genoomiga bakterist, mis võiks olla kassetiks uute geneetiliste juhiste salvestamiseks. Kuna "minimaalne lahter on lihtsaim eluvorm", ütles Gibson, et oleks loogiline proovida seda printida.
Mõned üldhuviteenuste toetajad, sealhulgas Craig Venter, teevad selgeks, et printeri DNA lõplikuks etapiks saab eluvormide ülekandmine planeetide vahel. Pakutud stsenaariumi korral võiks masina - fragmentidest pärit DNA-ahelate looja - saata Marsile, et saada mis tahes elusate või neile lähedaste vormide geneetiline kood.
Need andmed saaks seejärel edastada Maal asuvale muundurile, mis rekonstrueeriks võõrast eluvormi, võib-olla kõrge turvalisusega laboris. Grupp SGI töötajaid tegi 2013. aastal Mojave kõrbes NASA teadlastega lühidalt koostööd, katsetades teooria erinevaid aspekte. "Laadisime bussi kõik vajaliku, eraldasime mõned proovid ja sekveneerisime need," ütles Gibson.
Elu kohta kosmosesse teabe saatmine võib olla veelgi suurem huvi. Üks teooria Maa elu tekkeks, mida nimetatakse panspermiaks, oli see, et elu tõi meteoriit või komeet. Bioloogiliste muundurite kosmosesse saatmine oleks inimkonnale omamoodi "tagasimakse", ütleb Juan Enriquez elu edasi levitades.
"Ma tahan teha midagi väljaspool seda maailma - saata selline asi Marsile ja printida kütust või printida osa atmosfäärist või toitaineid," ütleb ta.
See tõstatab küsimuse, millise eluvormi või millise geneetilise järjestuse esmalt saata. Craig Venter kasutas salaja enda 2003. aastal avaldatud inimese genoomse järjestuse jaoks omaenda DNA-d.
Küsimusele, kas Venter kavatseb oma genoomi paljundada mõnel teisel planeedil, vastasid Gibson ja Enriquez samale: "Kommentaare pole."
Vadim Tarabarko
