Първият биологичен телепортатор се намира в лабораторията на Synthetic Genomics Inc. (SGI), разположен в приземния етаж на сграда в Сан Диего, и прилича на голяма количка за оборудване.
В действителност това устройство представлява съвкупност от малки машини и лабораторни роботи - свързани заедно, те образуват едно голямо устройство. Той е в състояние да направи нещо безпрецедентно, а именно да предаде цифров код за печат на вируси.
В поредица от експерименти, които навлязоха в последната си фаза миналата година, учените от SGI изпратиха набори от генетични инструкции от други места в сградата за автоматично репликиране на ДНК от обикновени грипни вируси. По същия начин те направиха работещ бактериофаг (вирус, който заразява бактериите).
Въпреки че това не е първият път, в който вирусът се създава от части от ДНК, за първи път вирусът се създава в автоматичен режим, без ръчни операции.
Устройството, наречено „цифрово-биологичен преобразувател“, беше демонстрирано през май. Засега това е само прототип, но в бъдеще подобни инструменти могат да прехвърлят биологична информация от мястото на епидемиите директно към производителите на ваксини или да „отпечатват“персонализирани лекарства при поискване директно на местоположението на пациента.
„В продължение на десетилетие мечтаехме да можем да изпращаме по факс форми на живот“, казва Хуан Хенрикес от Excel Ventus, фирма за рисков капитал, която е инвестирала в SGI. Той предвижда нова индустриална революция, основана на "цифрово-биологичен преобразувател" със същата величина като революцията, произведена някога от памукосборника.
Крейг Вентър, дисидент биолог, който основава Synthetic Genomics през 2005 г. (въпреки че вече не участва в ежедневните й дейности), предлага възможността за междупланетно предаване на форми на живот.
„Той го обсъди с Илон Мъск“, казва Дан Гибсън, вицепрезидент на SGI по ДНК технологиите.
Промоционално видео:
Грипни вируси
За разлика от Крейг Вентър, който е известен с големи изявления и амбициозни планове, Гибсън е известен сред биолозите с участието си в събранието на Гибсън - реакция, която слива малки парчета ДНК, получени в лаборатория, в по-големи гени.
Търговският ДНК принтер на SGI BioXP 3200 е в основата на цифрово-биологичния преобразувател. Когато Гибсън в офиса изпрати съобщение до конвертора, той започва да работи с предварително заредени химикали. Ние бихме изпратили такова съобщение отвсякъде.
В края на май екипът на Гибсън разкри как са използвали принтер за създаване на ДНК, РНК, протеини и вируси „автоматично от цифрово предадени ДНК последователности без човешка намеса“.
Работата по цифрово-биологичния преобразувател започна през 2013 г., когато SGI и производителят на лекарства Novartis проведоха тест, за да проверят дали данните от грипната епидемия могат да бъдат използвани за бързо създаване на семенни вируси, използвани при производството на ваксини.
Възможността за проверка се появи през март същата година, когато китайците обявиха епидемия от грипния вирус H7N9 и направиха неговата ДНК последователност публично достъпна. (H и N в името на грипния тип се отнасят до хемаглутинин и невраминидаза, протеини върху външната обвивка на вируса, които човешката имунна система разпознава.) „Беше Великден, неделя, спомня си Гибсън, когато получих имейл, в който се съобщава за паниката на вируса в Китай. птичи грип H7N9. Така успяхме да получим ДНК последователността много бързо."
Два дни по-късно, без достъп до проби, само с цифрови последователности, SGI синтезира гените H и N протеин на ДНК принтер. Тези ДНК вериги бяха изпратени в Novartis, където те създадоха вирусен щам, съдържащ нова генетична информация за производство ваксини. Тогава идеята за цифрово-биологичен преобразувател стана реалност, казва Гибсън. „Казах, можем ли да съберем всичко в една кутия?“, Спомня си той.
Гибсън се надява да изгради доходоносен бизнес с устройството. „Представете си“, казва той, „че Центърът за контрол и превенция на инфекциозните болести в Атланта дешифрира генетичната информация за антитяло срещу заболяване като Ебола, което заплашва с епидемия. Този код може да бъде изпратен на конвертори по целия свят и производството на противоотровата може да започне. Вярвам, че това ще бъде възможно в близко бъдеще."
Проблеми с грешки
Колкото и невероятна да е способността да програмирате живота и да го разпространявате дистанционно, полезността на биологичната телепортация остава предмет на дискусия. Изграждането на малък запас от семенен вирус е важно, но това е само една стъпка към производството на ваксина в осезаеми количества за цяла държава. Отслабените вируси, открити при ваксини срещу грип, трябва да се отглеждат в трилиони в пилешки яйца, внимателно планиран процес, който отнема шест месеца.
„ДНК веригите, произведени от преобразувателя SGI, все още са склонни към грешки или случайни мутации. Тези мутации ще бъдат неприемливо високи … за производството на ваксини или фармацевтични продукти”, пише Дейвид Евънс, вирусолог от университета в Алберта.
И все пак, според Евънс, "Макар че има малко новост във всяка една стъпка, стъпките, събрани за получаване на функционална ДНК, са доста впечатляващи … Решете проблема с грешката и имате устройство, което всеки иска."
Гибсън казва, че търси решение на проблема с грешката и също така се опитва да намали конвертора до приемлив размер. Сега устройството заема обема на автомобил Fiat 500.
Панспермия
SGI все още не е „отпечатал живота“- повечето биолози не считат вирусите за живи. Но компанията може да подходи към това. През 2016 г. SGI обяви създаването на „минимална клетка“, бактерия с най-малкия геном от всички, която би могла да служи като касета за записване на нови генетични инструкции. Тъй като „минималната клетка е най-простата форма на живот“, каза Гибсън, би било логично да се опитаме да я отпечатаме.
Някои поддръжници на SGI, включително Крейг Вентър, ясно дават да се разбере, че крайният етап за ДНК на принтера ще бъде трансферът на форми на живот между планетите. В предложения сценарий машина - създателят на ДНК вериги от фрагменти - може да бъде изпратена на Марс, за да получи генетичния код на всяка жива форма - или на близките до тях - форми.
След това тези данни могат да бъдат предадени на преобразувател на Земята, който би възстановил извънземната форма на живот, вероятно в лаборатория с висока степен на сигурност. Група служители на SGI работи за кратко с учени от НАСА в пустинята Мохаве през 2013 г., тествайки различни аспекти на теорията. „Заредихме автобуса с всичко, от което се нуждаехме, изолирахме някои от пробите и ги подредихме“, каза Гибсън.
Изпращането на информация за живота в космоса може да бъде от още по-голям интерес. Една от теориите за произхода на живота на Земята, известна като панспермия, е, че животът е донесен от метеорит или комета. Изпращането на биологични преобразуватели в космоса би било един вид „възвръщаемост“от човечеството, казва Хуан Енрикес, чрез по-нататъшно разпространение на живота.
„Искам да направя нещо извън този свят - да изпратя такова нещо на Марс и да отпечатам гориво, или да отпечатам част от атмосферата или хранителни вещества“, казва той.
Това повдига въпроса коя форма на живот или коя генетична последователност да се изпрати първо. Крейг Вентър тайно използва собствената си ДНК за първата човешка геномна последователност, публикувана през 2003 г.
На въпрос дали Вентър ще възпроизведе генома си на друга планета, Гибсън и Енрикес отговориха едно и също: "Без коментар."
Вадим Тарабарко