Ensimmäinen biologinen teleportaattori sijaitsee Synthetic Genomics Inc. -yhtiön laboratoriossa. (SGI), joka sijaitsee San Diegon rakennuksen pohjakerroksessa ja näyttää suurelta laitekärreltä.
Todellisuudessa tämä laite on kokoelma pieniä koneita ja laboratoriorobotteja - toisiinsa yhdistettynä ne muodostavat yhden suuren laitteen. Se pystyy tekemään jotain ennennäkemätöntä, nimittäin lähettämään digitaalisen koodin virusten tulostamiseksi.
Viime vuonna viimeiseen vaiheeseen saapuneiden kokeiden sarjassa SGI: n tutkijat lähettivät geneettisiä ohjeita sarjasta rakennuksen muualta kopioimaan automaattisesti tavallisten influenssavirusten DNA: ta. Samalla tavalla he tekivät toimivan bakteriofagin (virus, joka tartuttaa bakteerit).
Vaikka tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun virus valmistetaan DNA: n osista, se on ensimmäinen kerta, kun virus on luotu automaattisessa tilassa ilman manuaalisia toimintoja.
"Digitaalisesta biologiseksi muuntimeksi" kutsuttu laite esiteltiin toukokuussa. Toistaiseksi tämä on vain prototyyppi, mutta tulevaisuudessa tällaiset välineet voisivat siirtää biologista tietoa epidemioiden paikalta suoraan rokotevalmistajille tai "tulostaa" henkilökohtaisia lääkkeitä pyynnöstä suoraan potilaan sijaintipaikalle.
"Olemme vuosikymmenen ajan haaveillut mahdollisuudesta faksata elämänmuotoja", sanoo Juan Henriquez Excel Ventus -yrityksestä, joka on pääomasijoitusyhtiö, joka on investoinut SGI: hen. Hän kuvittelee uuden teollisen vallankumouksen, joka perustuu saman suuruiseen "digitaalibiologiseen muuntimeen" kuin puuvillankerääjän kerran tuottama vallankumous.
Craig Venter, dissidenttibiologi, joka perusti synteettisen genomiikan vuonna 2005 (vaikka hän ei enää osallistu sen toimintaan päivittäin), ehdottaa mahdollisuutta planeettojen väliseen elämänmuotojen välittämiseen.
"Hän keskusteli asiasta Elon Muskin kanssa", sanoo SGI: n DNA-tekniikan johtaja Dan Gibson.
Mainosvideo:
Influenssavirukset
Toisin kuin Craig Venter, joka on kuuluisa suurista lausunnoista ja kunnianhimoisista suunnitelmista, Gibson tunnetaan biologien keskuudessa osallistumisestaan Gibsonin kokoukseen - reaktio, joka sulattaa laboratoriossa saadut pienet DNA-palaset suuremmiksi geeneiksi.
SGI: n kaupallinen DNA-tulostin BioXP 3200 on digitaalinen-biologinen muuntimen ydin. Kun toimistossa toimiva Gibson lähettää viestin muuntimelle, se aloittaa työnsä esiladattujen kemikaalien avulla. Lähetämme tällaisen viestin mistä tahansa.
Toukokuun lopulla Gibsonin ryhmä paljasti, kuinka he käyttivät tulostinta DNA: n, RNA: n, proteiinien ja virusten luomiseen "automaattisesti digitaalisesti välitetyistä DNA-sekvensseistä ilman ihmisen puuttumista".
Digitaalisesta biologiseen muuntimeen liittyvä työ alkoi vuonna 2013, jolloin SGI ja lääkevalmistaja Novartis tekivät testin selvittääkseen, voisiko influenssaepidemian tietoja käyttää nopeasti rokotetuotannossa käytettävien siemenvirusten luomiseen.
Todentamismahdollisuus tuli kyseisen vuoden maaliskuussa, kun kiinalaiset ilmoittivat H7N9-influenssaviruksen epidemiasta ja asettivat sen DNA-sekvenssin julkisesti saataville. (H- ja N-tyypit influenssatyypin nimissä viittaavat hemagglutiniiniin ja neuraminidaasiin, viruksen ulkopinnalla oleviin proteiineihin, jotka ihmisen immuunijärjestelmä tunnistaa.) "Oli pääsiäissunnuntai", Gibson muistelee, "kun sain sähköpostin, jossa ilmoitettiin viruspaneelista Kiinassa lintuinfluenssa H7N9. Joten meillä oli mahdollisuus saada DNA-sekvenssi hyvin nopeasti."
Kaksi päivää myöhemmin, ilman näytteitä, vain digitaalisilla sekvensseillä, SGI syntetisoi H- ja N-proteiinigeenit DNA-tulostimella. Nämä DNA-säikeet lähetettiin Novartisille, missä he loivat viruskannan, joka sisälsi uutta geneettistä tietoa tuotantoa varten rokotteet. Silloin idea digitaalisesta biologiseksi muuntimeksi toteutui, Gibson sanoi.”Sanoin, voimmeko koota kaikki yhteen laatikkoon?” Hän muistelee.
Gibson toivoo rakentavansa kannattavan liiketoiminnan laitteella. "Kuvittele", hän sanoo, "että Atlantan tartuntatautien torjunta- ja ennaltaehkäisykeskus selvittää epidemian uhkaavan Ebola-taudin vasta-aineen geneettisen tiedon. Tämä koodi voidaan lähettää muuntimille ympäri maailmaa, ja vastalääkkeen tuotanto voi alkaa. Uskon, että se on mahdollista lähitulevaisuudessa."
Virheongelmat
Yhtä silmiinpistävää kuin kyky ohjelmoida elämä ja jakaa sitä etänä, biologisen teleportoinnin hyödyllisyys on edelleen keskustelunaihe. Pienen siemenvirusvaraston rakentaminen on tärkeää, mutta se on vain yksi askel kohti rokotteiden tuottamista konkreettisina määrinä koko maassa. Influenssakokeissa löydetyt heikennetyt virukset on kasvatettava biljoonissa kananmunissa - huolellisesti suunniteltu prosessi, joka kestää kuusi kuukautta.
”SGI-muuntimen tuottamat DNA-säikeet ovat edelleen alttiita virheille tai satunnaisille mutaatioille. Nämä mutaatiot ovat kohtuuttoman suuria … rokotteiden tai lääkkeiden tuotannossa , kirjoittaa Albert Evan virologi David Evans.
Ja Evansin mukaan "vaikka jokaisessa vaiheessa on vähän uutuutta, toiminnallisen DNA: n tuottamiseksi kootut vaiheet ovat varsin vaikuttavia … Ratkaise virheongelma ja sinulla on jokaisen haluama laite."
Gibson sanoo etsivänsä ratkaisua virheongelmaan ja yrittää myös pienentää muuntimen hyväksyttävään kokoon. Nyt laite vie Fiat 500 -auton tilavuuden.
Panspermia
SGI ei ole vielä "painanut elämää" - useimmat biologit eivät pidä viruksia elävinä. Mutta yritys voi lähestyä tätä. Vuonna 2016 SGI ilmoitti perustavansa "minimaalisen solun", bakteerin, jolla on pienin genomi. Se voisi toimia kasettinauhana uusien geneettisten ohjeiden tallentamiseen. Koska "minimaalinen solu on yksinkertaisin elämän muoto", Gibson sanoi, olisi loogista yrittää tulostaa se.
Jotkut yleishyödyllisten palvelujen kannattajat, mukaan lukien Craig Venter, tekevät selväksi, että tulostimen DNA: n viimeinen vaihe on elämänmuotojen siirtyminen planeettojen välillä. Ehdotetussa skenaariossa kone - fragmenttien DNA-säikeiden luoja - voitaisiin lähettää Marsille kaikkien elävien - tai niiden lähellä olevien - muotojen geneettisen koodin saamiseksi.
Nämä tiedot voitaisiin sitten siirtää maapallon muuntimeen, joka rekonstruoi muukalaisen elämän muodon, mahdollisesti korkean turvallisuuden laboratoriossa. Ryhmä SGI: n työntekijöitä työskenteli lyhyesti NASA: n tutkijoiden kanssa Mojaven autiomaassa vuonna 2013 testaten teorian eri näkökohtia. "Ladasimme bussiin kaiken tarvittavan, eristimme osan näytteistä ja sekvensoimme ne", Gibson sanoi.
Tietojen lähettäminen elämästä avaruuteen voi olla vieläkin kiinnostavampaa. Yksi teoria maanpinnan alkuperästä, joka tunnetaan nimellä panspermia, oli, että elämän toi sisään meteoriitti tai komeetta. Biologisten muuntimien lähettäminen avaruuteen olisi eräänlainen "takaisinmaksu" ihmiskunnalta, sanoo Juan Enriquez levittämällä elämää edelleen.
"Haluan tehdä jotain tämän maailman ulkopuolella - lähettää sellaisen Marsiin ja tulostaa polttoainetta tai tulostaa osan ilmakehästä tai ravinteita", hän sanoo.
Tämä herättää kysymyksen siitä, mikä elämän muoto tai mikä geneettinen sekvenssi lähetetään ensin. Craig Venter käytti salaa omaa DNA: ta ensimmäiseen ihmisen genomisekvenssiin, joka julkaistiin vuonna 2003.
Kun Gibson ja Enriquez vastasivat kysymykseen, aikooko hän toistaa genomin toisella planeetalla, "Ei kommentteja".
Vadim Tarabarko