Smo na robu izjemnega preboja v sintetični biologiji. CRISPR-Cas9, tehnologija za urejanje genoma, odkrita leta 2014, je v ospredju tega preboja. Obljubili smo, da bomo rešili težave s prehrano, boleznimi, genetiko in - kar je najbolj zanimivo - spremenili človeški genom na bolje. Da bi bili boljši, hitrejši, močnejši, pametnejši: to je priložnost, da nas predelamo hitreje, kot sta se začutila naravna selekcija in razvoj.
Številni strokovnjaki seveda opozarjajo na nevarnosti teh novih priložnosti. Ogromen denar priteka v biotehnološka zagonska podjetja, dirka do vrha pa lahko zareže ostre vogale. Leta 2017 so znanstveniki obudili izumrli sev smrtonosnega virusa kopitarjev. CRISPR lahko pomaga ustvariti prikrito biološko orožje, kot so črne kozice, ali izboljša obstoječe bolezni, kot je ebola, zaradi česar so epidemiologi nočna mora.
Z dosežki, ki se zdijo znanstveni fantastiki, je naloga ločevanja hype od resničnosti videti izjemna. Toda to morajo storiti zlasti ljudje, ki so daleč od znanosti. Kako realno oceniti potencialna tveganja in koristi? Nove raziskave ameriških in britanskih znanstvenikov, nedavno objavljene v eLifeSciences, osvetljujejo vsaj 20 vprašanj bioinženiringa.
Raziskovalci so analizirali 20 smeri razvoja v različnih časovnih obzorjih: naslednjih pet let, naslednjih deset let in več kot deset let. V naslednjih petih letih se pričakuje preboj na področju umetne fotosinteze. Ker lahko rastline ogljikov dioksid pretvorijo v gorivo, bi lahko bila umetna fotosinteza ključnega pomena za energetsko krizo in boj proti podnebnim spremembam. Čeprav bo kakršna koli shema odstranjevanja ogljikovega dioksida v boju proti podnebju ogromna, so nedavne raziskave pokazale, da lahko umetna fotosinteza CO2 zmanjša učinkoviteje kot rastline in ga pretvori v metanol za gorivo.
Kmetijskih površin nam zmanjkuje, saj število svetovnega prebivalstva še naprej narašča; nova Zelena revolucija je potrebna, da nahrani svet. Odgovor je izboljšati naravno fotosintezo z genskimi spremembami, kot je bil gen C4 aktiviran v rižu. Pridelek riža je povečal za 50%, in ker je riž ogromen vir kalorij, je to zelo močan preboj.
Raziskovalci pričakujejo tudi, da se bodo v naslednjih petih letih začeli nekateri resni spori. Prva se nanaša na etiko genske manipulacije, ki vodi do pojava populacije z novimi značilnostmi. Med insekti, kot so komarji, se ti geni zelo hitro širijo in ljudje jih nameravajo uporabiti, da bi komarje naredili neplodne. To lahko škoduje ekosistemom in povzroči neželene posledice. Ali lahko najdemo način, kako spremeniti odločitev o urejanju genov, preden se razširi na generacije? Skeptiki v to dvomijo.
V naslednjih petih letih se bo razvil še en spor: kako priročno bo urejati človeški genom? Znanstveniki ugotavljajo, da je naša sposobnost urejanja človeškega genoma presegla naše razumevanje funkcij teh genov. Prejšnje raziskave so v bistvu proučevale statistične korelacije med genetskimi stanji in dedovanjem nekaterih genov. Morda nam bo skrbno urejanje omogočilo izvedbo eksperimentov, ki razkrivajo skrivnosti lastne DNK; na koncu smo se naučili, kako miši rešiti Huntingtonove bolezni.
Toda zgodi se, da eksperimentiranje z ljudmi prinaša edinstven nabor etičnih problemov, znanstveniki pa ugotavljajo, da se svetovne vlade z njimi ne mudijo posebej - Kitajska pa je popolnoma zanemarjena.
Promocijski video:
Srednjeročno so znanstveniki zaskrbljeni zaradi pojava vse bolj dovršenih metod bioinženiringa. Morda bomo lahko čez pet do deset let ustvarili celotne nadomestne organe z eksperimentiranjem z geni. V zadnjih nekaj letih se je tkivno inženirstvo že naučilo, kako ustvariti ali gojiti mehurje, boke, nožnice, sapnik, žile, arterije, ušesa, kožo, meniskus kolena in srčne zaplate.
Popravilo zlomljenega srca morda zveni kot idealna uporaba biotehnologije in ker preskušanje na živalih še naprej dokazuje, da je mogoče ustvarjena tkiva zelo uspešno vsaditi, je ta možnost več kot resnična. Vendar je malo verjetno, da bo poceni. Ali ne bi to poslabšalo že obstoječe zdravstvene vrzeli, kjer lahko bogati ljudje podaljšajo življenje z nadomeščanjem organov, drugi pa ne?
Te metode lahko posebej vplivajo na proizvodnjo zdravil. Cepiva so svetel primer. Številna cepiva se zdaj izdelujejo iz piščančjih jajc, tako kot pred 70 leti. Po pričakovanju ima ta stara metoda svoje omejitve; najpomembnejše seve virusa je treba najti mesece preden se dejansko razširijo, ker je za izdelavo cepiva potrebnih tudi več mesecev. DARPA sponzorira podjetje, ki poskuša vsak mesec proizvesti več deset milijonov cepiv proti gripi. Če poskušamo prehiteti še eno pandemijo, ki bi lahko terjala življenja milijonov, moramo preprosto delati na tehnologijah, ki nam bodo to omogočile.
Toda več kot je ljudi, več tveganj se pojavi. Z bioinženiringom se lahko proizvajajo nezakonite droge. Še huje, možnost bioinženirskega supervirusa, ustvarjenega namerno ali nenamerno. Genetska informacija bi lahko bila nova valuta; tako kot današnji algoritem lahko stane milijone ali povzroči kaos, bo treba jutrišnje gene zaščititi na vse načine. Posledice vdrtega računalnika so lahko frustrirajoče; posledice vdora v osebo so lahko veliko slabše.
Ilya Khel
